[환경기능사 필기] 14년 2회차
환경기능사 필기 기출문제

14년 2회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

14년 2회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
오존층의 두께를 표시하는 단위는?
1Plank
2Dobson
3Albedo
4Donora
정답 및 해설

오존층의 두께는 Dobson(돕슨) 단위로 표시한다.

1 Dobson Unit(DU)은 0℃, 1기압 표준상태에서 오존층의 두께를 0.01mm로 환산했을 때의 값에 해당한다.

Plank는 복사에너지 양자 관련 상수, Albedo는 반사율, Donora는 대기오염 사건이 일어난 지명으로 오존층 두께 단위와는 관련이 없다.

문제 2
세정식 집진장치의 유지관리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1먼지의 성상과 처리가스 농도를 고려하여 액가스비를 결정한다.
2목부는 처리가스의 속도가 매우 크기 때문에 마모가 일어나기 쉬우므로 수시로 점검하여 교환한다.
3기액분리기는 시설의 작동이 정지해도 잠시 공회전을 하여 부착된 먼지에 의한 산성의 세정수를 제거해야 한다.
4벤츄리형 세정기에서 집진효율을 높이기 위하여 될 수 있는 한 처리가스 온도를 높게 하여 운전하는 것이 바람직하다.
정답 및 해설

벤츄리형 세정기는 처리가스 온도를 낮추어 운전하는 것이 집진효율 향상에 유리하므로, 온도를 높게 운전하는 것이 바람직하다는 설명은 옳지 않다.

가스 온도가 낮을수록 수증기 응축 등으로 액적과 먼지의 접촉·포집이 유리해지고, 온도가 높으면 오히려 집진효율이 떨어지고 부식·마모 문제도 커질 수 있다.

  • 먼지 성상과 처리가스 농도를 고려해 액가스비를 정하는 것은 타당한 유지관리 방법이다.
  • 목부는 유속이 매우 커서 마모가 잦으므로 수시로 점검·교환해야 한다는 설명도 옳다.
  • 기액분리기를 정지 후에도 잠시 공회전시켜 산성 세정수를 제거하는 것 역시 부식 방지를 위한 정상적인 관리 방법이다.
문제 3
다음 중 벤츄리 스크러버의 입구 유속으로 가장 적합한 것은?
160~90m/sec
25~10m/sec
31~2m/sec
40.5~1m/sec
정답 및 해설

벤츄리 스크러버의 입구(목부) 유속은 일반적으로 60~90m/sec 범위로 설계한다.

벤츄리 스크러버는 단면이 좁아지는 입구를 지나며 가스가 급격히 가속되는 구조로, 유속이 이 정도로 높아야 세정액이 미세한 액적으로 분열되면서 먼지와의 접촉 효율이 커져 높은 집진효율을 얻을 수 있다.

나머지 값들은 일반 덕트나 저유속 세정 방식의 유속 수준에 해당해 벤츄리 스크러버의 설계 유속으로는 지나치게 낮다.

문제 4
대기상태에 따른 굴뚝 연기의 모양으로 옳은 것은?
1역전 상태 – 부채꼴
2매우 불안정 상태 – 원추형
3안정 상태 – 환상형
4상층 불안정, 하층 안정 상태 – 훈증형
정답 및 해설

역전 상태(안정한 대기)에서는 연기가 상하로 퍼지지 못하고 옆으로만 흩어지는 부채꼴 모양을 나타낸다.

대기가 매우 불안정할 때는 연기가 상하로 크게 요동치는 환상형이 되고, 중립 상태에서는 연기가 완만하게 퍼지는 원추형이 된다.

상층이 불안정하고 하층이 안정한 경우는 연기가 위로만 퍼지는 지붕형이며, 반대로 하층이 불안정하고 상층이 안정한 경우에 연기가 지표 쪽으로 내리깔리는 훈증형이 나타난다.

문제 5
연기의 상승높이에 영향을 주는 인자와 가장 거리가 먼 것은?
1배기가스 유속
2오염물질 농도
3외기의 수평풍속
4배출가스 온도
정답 및 해설

연기(플룸)의 상승 높이는 배기가스 유속, 배출가스 온도(부력), 외기의 수평풍속 등에 좌우되며, 오염물질 농도는 상승 높이를 결정하는 인자가 아니다.

배기가스 유속이 크고 배출가스 온도가 외기보다 높을수록 부력에 의한 상승이 커지고, 외기의 수평풍속이 강할수록 연기가 빨리 꺾여 상승 높이는 오히려 줄어든다.

오염물질의 농도는 확산 후의 지표 농도에는 영향을 주지만, 플룸 자체가 얼마나 높이 뜨는지를 결정하는 물리적 인자는 아니다.

문제 6
표준상태에서 물 6.6g을 수증기로 만들 때 부피는?
1약 5.16 L
2약 6.22 L
3약 7.24 L
4약 8.21 L
정답 및 해설

물 6.6g을 표준상태에서 수증기로 만들면 부피는 약 8.21L이다.

물의 몰수는 n=6.6 g18 g/mol≈0.3667 moln = \dfrac{6.6\,\mathrm{g}}{18\,\mathrm{g/mol}} \approx 0.3667\,\mathrm{mol} 이다.

표준상태 기체 몰부피 22.4 L/mol22.4\,\mathrm{L/mol} 을 곱하면 V=0.3667×22.4≈8.21 LV = 0.3667 \times 22.4 \approx 8.21\,\mathrm{L} 가 된다.

문제 7
자동차가 공회전할 때 많이 배출되며 혈액에 흡수되면 헤모글로빈과의 결합력이 산소의 약 210배 정도로 강하고, 이에 따라 중추신경계의 장애를 초래하는 가스는?
1Ozone
2HC
3CO
4NOx
정답 및 해설

자동차 공회전 시 많이 배출되고 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 약 210배 강해 중추신경계 장애를 일으키는 가스는 CO(일산화탄소)이다.

CO는 헤모글로빈과 결합해 카르복시헤모글로빈을 만들어 혈액의 산소 운반 능력을 떨어뜨리고, 이로 인해 두통·현기증부터 심하면 의식장애까지 유발한다.

오존(O₃)·탄화수소(HC)·질소산화물(NOx)은 각각 광화학반응이나 호흡기 자극과 관련이 있을 뿐, 헤모글로빈 결합력이 문제되는 가스는 아니다.

문제 8
다음 집진장치 중 일반적으로 압력손실이 가장 큰 것은?
1중력집진장치
2원심력집진장치
3전기집진장치
4벤츄리 스크러버
정답 및 해설

일반적으로 압력손실이 가장 큰 집진장치는 벤츄리 스크러버이다.

벤츄리 스크러버는 목부에서 가스를 고속으로 가속시켜 액적을 미세하게 분열시키는 방식이라 압력손실이 매우 크게 나타난다.

중력집진장치와 원심력집진장치는 압력손실이 작은 편이고, 전기집진장치도 압력손실이 낮은 대신 설치비가 큰 방식이어서 벤츄리 스크러버와는 대조된다.

문제 9
다음 중 여과집진장치에 관한 설명으로 옳은 것은?
1350℃ 이상의 고온의 가스처리에 적합하다.
2여과포의 종류와 상관없이 가스상 물질도 효과적으로 제거할 수 있다.
3압력손실이 약 20mmH2O 전후이며, 다른 집진장치에 비해 설치면적이 작고, 폭발성 먼지 제거에 효과적이다.
4집진원리는 직접 차단, 관성 충돌, 확산 등의 형태로 먼지를 포집한다.
정답 및 해설

여과집진장치의 집진 원리는 직접차단, 관성충돌, 확산 등의 메커니즘으로 먼지를 포집하는 것이다.

여과포는 보통 250℃ 이하의 가스에 적용되며 고온가스에는 적합하지 않고, 가스상 물질은 여과포 종류와 무관하게 효과적으로 제거하기 어렵다.

압력손실도 대체로 100~200mmH₂O 수준으로 크고 설치면적도 넓은 편이며, 분진이 정전기로 발화할 수 있어 폭발성 먼지 처리에는 오히려 주의가 필요하다.

문제 10
대기권에서 발생하고 있는 기온역전의 종류에 해당하지 않는 것은?
1자유역전
2이류역전
3침강역전
4복사역전
정답 및 해설

기온역전의 대표적인 종류는 복사역전, 이류역전, 침강역전이며, 자유역전은 여기에 속하지 않는다.

복사역전은 야간 지표면의 복사냉각으로, 이류역전은 따뜻한 공기가 찬 지표면 위로 이동할 때, 침강역전은 고기압권에서 공기가 하강하며 단열승온될 때 각각 발생한다.

이 세 가지가 실제 대기에서 관측되는 주요 역전 유형으로 분류되며, 자유역전이라는 용어는 이러한 분류 체계에 포함되지 않는다.

문제 11
다음 중 아황산가스에 대한 식물저항력이 가장 약한 것은?
1담배
2옥수수
3국화
4참외
정답 및 해설

아황산가스(SO₂)에 대한 저항력이 가장 약한 식물은 담배이다.

담배는 잎이 넓고 얇아 기공을 통한 가스 흡수가 쉬워, 대기오염에 민감하게 반응하는 대표적인 지표식물로 꼽힌다.

나머지 보기의 식물들은 담배에 비해 아황산가스에 대한 저항력이 강한 편으로 분류된다.

문제 12
다음 압력 중 크기가 다른 하나는?
11.013 N/m2
2760 mmHg
31013 mbar
41 atm
정답 및 해설

1atm = 760mmHg = 1013mbar = 101,325N/m² 이므로, N/m² 단위로 제시된 값만 크기가 다르다.

표준대기압을 SI 단위로 나타내면 1 atm=1.013×105 N/m21\,\mathrm{atm} = 1.013\times10^{5}\,\mathrm{N/m^2} 이고, 이를 수은주 높이로는 760mmHg, 바(bar) 계열 단위로는 1013mbar로 환산한다.

따라서 1.013 N/m21.013\,\mathrm{N/m^2} 는 표준대기압의 10−510^{-5} 배에 불과한 값이어서, 서로 같은 크기인 나머지 세 값과 구분된다.

문제 13
황성분 1%인 중유를 20ton/hr로 연소시킬 때 배출되는 SO2 를 석고(CaSO4)로 회수하고자 할 때 회수하는 석고의 양은? (단, 24시간 연속 가동되며, 연소율: 100%, 탈황율: 80%, 원자량 S: 32, Ca: 40)
16.83 kg/min
211.33 kg/min
312.75 kg/min
414.17 kg/min
정답 및 해설

탈황을 거쳐 회수되는 석고(CaSO₄)의 양은 약 11.33kg/min이다.

중유 20ton/hr 중 황 성분은 20,000×0.01=200 kg/hr20{,}000 \times 0.01 = 200\,\mathrm{kg/hr} 이고, 이 중 탈황율 80%가 회수되므로 회수되는 황의 양은 200×0.8=160 kg/hr200 \times 0.8 = 160\,\mathrm{kg/hr} 이다.

황의 몰수는 16032=5 kmol/hr\dfrac{160}{32} = 5\,\mathrm{kmol/hr} 이고, CaSO₄의 분자량은 40+32+64=13640+32+64=136 이므로 석고량은 5×136=680 kg/hr5 \times 136 = 680\,\mathrm{kg/hr}, 이를 분당으로 환산하면 68060≈11.33 kg/min\dfrac{680}{60} \approx 11.33\,\mathrm{kg/min} 이 된다.

문제 14
연소 시 연소상태를 조절하여 질소산화물 발생을 억제하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1저온도 연소
2저산소 연소
3공급공기량의 과량 주입
4수증기 분무
정답 및 해설

연소용 공기를 과량으로 주입하는 것은 NOx 발생을 오히려 촉진하므로, 연소조절에 의한 NOx 억제 방법에 해당하지 않는다.

공기량이 과잉이면 연소가스 중 산소 농도가 높아져 열적 NOx 생성이 늘어나기 때문에, NOx 억제를 위해서는 반대로 공급 공기량을 적정 수준으로 낮추는 저산소 연소가 사용된다.

저온도 연소로 화염 최고온도를 낮추거나, 수증기를 분무해 연소온도를 떨어뜨리는 방법 역시 열적 NOx 생성을 억제하는 실제 대책에 해당한다.

문제 15
역사적인 대기오염 사건 중 포자리카(Poza Rica) 사건은 주로 어떤 오염물질에 의한 피해였는가?
1O3
2H2S
3PCB
4MIC
정답 및 해설

포자리카(Poza Rica) 사건은 정유공정에서 누출된 H₂S(황화수소)에 의한 중독 사고였다.

1950년 멕시코 포자리카의 천연가스 정제시설에서 다량의 H₂S가 누출되어 다수의 사상자가 발생한 대기오염 사건으로 기록되어 있다.

O₃·PCB·MIC는 각각 광화학스모그, 카네미유증, 보팔 사고 등 다른 사건·물질과 관련이 있어 포자리카 사건의 원인 물질과는 다르다.

문제 16
신도시를 중심으로 설치되며 생활오수는 하수처리장으로, 우수는 별도의 관거를 통해 직접 수역으로 방류하는 배제방식은?
1합류식
2분류식
3직각식
4원형식
정답 및 해설

생활오수는 하수처리장으로 보내고 우수는 별도의 관거로 직접 수역에 방류하는 배제방식은 분류식이다.

분류식은 오수관과 우수관을 별도로 설치해 처리가 필요한 오수만 하수처리장으로 집수하므로, 신도시처럼 계획적으로 하수도를 정비할 때 주로 채택된다.

합류식은 오수와 우수를 한 관로로 함께 흘려보내는 방식이어서 이 설명과는 다르다.

문제 17
지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 것은?
1호수
2하천
3빙설 및 빙하
4지하수
정답 및 해설

지구상 담수 중 가장 큰 비율을 차지하는 것은 빙설 및 빙하이다.

지구 전체 담수 중 극지방 빙하와 만년설이 차지하는 비중이 70% 안팎으로 가장 크고, 그 다음이 지하수이다.

호수와 하천 같은 지표수는 전체 담수량 중에서 차지하는 비율이 매우 작은 편이다.

문제 18
미생물과 조류의 생물화학적 작용을 이용하여 하수 및 폐수를 자연 정화시키는 공법으로, 라군(lagoon)이라고도 하며, 시설비와 운영비가 적게 들기 때문에 소규모 마을의 오수처리에 많이 이용되는 것은?
1회전원판법
2부패조법
3산화지법
4살수여상법
정답 및 해설

미생물과 조류의 작용으로 하수를 자연 정화시키며 라군이라고도 불리는 공법은 산화지법이다.

산화지법은 넓은 연못 형태의 지반에 하수를 체류시켜 조류의 광합성으로 산소를 공급하고 미생물이 유기물을 분해하도록 하는 방식으로, 시설비와 운영비가 적게 들어 소규모 마을의 오수처리에 적합하다.

회전원판법과 살수여상법은 접촉재에 부착된 생물막을 이용하는 별도의 처리방식이고, 부패조법은 혐기성 처리 방식이어서 산화지법과는 원리가 다르다.

문제 19
활성슬러지법에서 MLSS가 의미하는 것으로 가장 적합한 것은?
1방류수 중의 부유물질
2폐수 중의 중금속물질
3포기조 혼합액 중의 부유물질
4유입수 중의 부유물질
정답 및 해설

MLSS는 포기조 혼합액(Mixed Liquor) 중에 존재하는 부유물질 농도를 의미한다.

포기조 내에는 미생물 덩어리인 활성슬러지가 섞여 있으며, 이 혼합액 속 부유물질 농도가 곧 MLSS이다.

방류수나 유입수의 부유물질, 중금속물질은 MLSS와는 별개의 수질 항목이다.

문제 20
다음 중 지표수의 특징으로 가장 거리가 먼 것은? (단, 지하수와 비교)
1지상에 노출되어 오염의 우려가 큰 편이다.
2용존산소 농도가 높고 경도가 큰 편이다.
3철, 망간 성분이 비교적 적게 포함되어 있고, 대량 취수가 용이한 편이다.
4수질 변동이 비교적 심한 편이다.
정답 및 해설

지표수는 지하수에 비해 용존산소 농도는 높지만 경도는 오히려 낮은 편이므로, 경도가 크다는 설명은 옳지 않다.

지표수는 대기와 접촉해 산소를 잘 흡수하는 반면, 암반층을 오래 거치지 않아 미네랄 용출이 적어 경도가 낮게 나타난다.

지상에 노출되어 오염 우려가 크고 수질 변동이 심한 점, 철·망간 성분이 적고 대량 취수가 쉬운 점은 지표수의 일반적 특징과 일치한다.

문제 21
다음 중 인체에 만성 중독증상으로 카네미유증을 발생시키는 유해물질은?
1PCB
2Mn
3As
4Cd
정답 및 해설

만성 중독증상으로 카네미유증을 일으키는 물질은 PCB(폴리염화비페닐)이다.

1968년 일본 카네미사의 미강유에 PCB가 혼입되면서 다수의 만성 중독 환자가 발생한 사건이 카네미유증의 유래이다.

Mn·As·Cd은 각각 다른 중독 증상(파킨슨 유사 증상, 흑피증, 이타이이타이병 등)과 관련된 유해물질로 카네미유증과는 구분된다.

문제 22
건조 전 슬러지 무게가 150g이고, 함량으로 건조한 후의 무게가 35g이었다면 이 때 수분의 함량(%)은?
146.7
256.7
366.7
476.7
정답 및 해설

이 슬러지의 수분함량은 약 76.7%이다.

건조 전 무게 150g에서 건조 후 무게 35g을 뺀 증발된 수분량은 150−35=115 g150-35=115\,\mathrm{g} 이다.

수분함량은 115150×100≈76.7%\dfrac{115}{150}\times100 \approx 76.7\% 로 계산된다.

문제 23
다음 중 침전 효율을 높이기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?
1침전지의 표면적을 크게 한다.
2응집제를 투여한다.
3침전지 내 유속을 빠르게 한다.
4침전된 침전물을 계속 제거시켜 준다.
정답 및 해설

침전지 내 유속을 빠르게 하면 침전물이 다시 부유하게 되어 오히려 침전효율이 떨어진다.

침전효율을 높이려면 유속을 느리게 유지해 입자가 충분히 가라앉을 시간을 확보해야 하므로, 유속을 빠르게 하는 것은 반대되는 조치이다.

침전지의 표면적을 넓히는 것, 응집제를 투여해 입자를 크게 만드는 것, 가라앉은 침전물을 계속 제거해주는 것은 모두 침전효율을 높이는 데 도움이 되는 방법이다.

문제 24
시간당 125m3인 폐수가 유입되는 침전조가 있다. 위어(weir)의 유효길이를 30m라 할 때, 월류부하는?
1약 4.2m3/m-hr
2약 40m3/m-hr
3약 100m3/m-hr
4약 150m3/m-hr
정답 및 해설

이 침전조의 월류부하(위어부하)는 약 4.2m³/m·hr이다.

월류부하는 유입유량을 위어의 유효길이로 나눈 값이므로 125 m3/hr30 m≈4.17 m3/m⋅hr\dfrac{125\,\mathrm{m^3/hr}}{30\,\mathrm{m}} \approx 4.17\,\mathrm{m^3/m \cdot hr} 로 계산된다.

소수점을 반올림하면 약 4.2m³/m·hr에 해당한다.

문제 25
하수의 생물화학적산소요구량(BOD)을 측정하기 위해 시료수를 배양기에 넣기 전의 용존산소량이 10mg/L, 시료수를 5일 동안 배양한 후의 용존산소량이 7mg/L이며, 시료를 5배 희석하였다면 이 하수의 BOD5(mg/L)는?
13
26
315
430
정답 및 해설

이 하수의 BOD₅는 15mg/L이다.

BOD는 배양 전후 용존산소 감소량에 희석배수를 곱해 구하며, 감소량은 10−7=3 mg/L10-7=3\,\mathrm{mg/L} 이다.

여기에 희석배수 5를 곱하면 3×5=15 mg/L3\times5=15\,\mathrm{mg/L} 가 된다.

문제 26
MLSS 농도가 2500mg/L인 혼합액을 1000mL 메스실린더에 취해 30분간 정치한 후의 침강슬러지가 차지하는 용적이 400mL 이었다면 이 슬러지의 SVI는?
1100
2160
3250
4400
정답 및 해설

이 슬러지의 SVI는 160이다.

SVI는 30분간 정치한 뒤의 침강슬러지 부피(mL/L)를 MLSS 농도(mg/L)로 나눈 뒤 1000을 곱해 구한다.

1000mL 시료에서 침강슬러지 부피가 400mL이므로 이는 400mL/L에 해당하고, SVI=4002500×1000=160\mathrm{SVI} = \dfrac{400}{2500}\times1000 = 160 이 된다.

문제 27
주간에 호소에서 조류가 성장하는 동안 조류가 수질에 미치는 영향으로 가장 적합한 것은?
1수온의 상승
2질소의 증가
3칼슘농도의 증가
4용존산소 농도의 증가
정답 및 해설

주간에 조류가 광합성을 하는 동안에는 용존산소 농도가 증가한다.

조류는 낮 동안 빛을 이용한 광합성으로 산소를 방출하므로, 이 시간대에는 호소의 용존산소 농도가 높아지는 것이 특징이다.

반대로 야간에는 조류가 호흡만 하면서 산소를 소비하므로 용존산소 농도가 낮아지는 일변화가 나타난다.

문제 28
동점도(v)의 단위로 옳은 것은?
1g/cm · sec
2g/m2 · sec
3cm2/sec
4cm2/g
정답 및 해설

동점도(kinematic viscosity, ν)의 단위는 cm²/sec이다.

동점도는 점도(μ)를 밀도(ρ)로 나눈 값이므로, 점도의 단위 g/(cm·sec)를 밀도의 단위 g/cm³로 나누면 cm²/sec가 된다.

g/(cm·sec)는 점도(poise)의 단위이고, 나머지 단위들은 동점도의 물리적 정의와 맞지 않는다.

문제 29
다음 중 경도의 주 원인물질은?
1Ca2+, Mg2+
2Ba2+, Cd2+
3Fe2+, Pb2+
4Ra2+, Mn2+
정답 및 해설

경도(hardness)는 물속에 녹아 있는 2가 금속 양이온 농도를 CaCO3\mathrm{CaCO_3}로 환산해 나타내는 지표다.

대표적인 원인물질은 Ca2+\mathrm{Ca^{2+}}와 Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}로, 지하수·하천수에 흔히 존재하는 알칼리토금속 이온이다.

Ba, Ra도 같은 2가 알칼리토금속이지만 자연수 중에 사실상 존재하지 않아 경도의 원인물질로 보지 않으며, Cd·Fe·Pb·Mn 등은 경도 유발물질이 아니라 별도의 수질오염물질로 다룬다.

문제 30
에탄올(C2H5OH)의 농도가 350mg/L인 폐수를 완전산화 시켰을 때 이론적인 화학적 산소요구량(mg/L)은?
1488
2569
3730
4835
정답 및 해설

이 폐수의 이론적 화학적 산소요구량은 730mg/L이다.

에탄올의 완전산화 반응식은 C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O\mathrm{C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O}이므로, 에탄올 1mol(46g)을 산화시키는 데 O2\mathrm{O_2} 3mol(96g)이 필요하다.

이 질량비를 그대로 적용하면
350 mg/L×9646≈730 mg/L350\ \mathrm{mg/L} \times \dfrac{96}{46} \approx 730\ \mathrm{mg/L}

문제 31
산도(acidity)나 경도(hardness)는 무엇으로 환산하는가?
1탄산칼슘
2탄산나트륨
3탄화수소나트륨
4수산화나트륨
정답 및 해설

수질 분석에서 산도와 경도는 모두 CaCO3\mathrm{CaCO_3}(탄산칼슘) 농도로 환산하여 나타내는 것이 국제적인 관례다.

서로 다른 산·염기·금속이온 함량을 하나의 공통 기준으로 비교하기 위한 것으로, 단위는 mg/L as CaCO3\mathrm{mg/L\ as\ CaCO_3}로 표기한다.

문제 32
다음 중 산화에 해당하는 것은?
1수소와 화합
2산소를 잃음
3전자를 얻음
4산화수 증가
정답 및 해설

산화(oxidation)는 원자나 이온이 전자를 잃어 산화수가 증가하는 반응이다.

  • 수소와 화합하는 반응은 오히려 환원에 해당한다.
  • 산소를 잃는 반응도 환원 반응이다.
  • 전자를 얻는 반응 역시 환원의 정의다.

따라서 산화에 해당하는 것은 산화수 증가뿐이다.

문제 33
무기성 부유물질, 자갈, 모래, 뼈 등 토사류를 제거하여 기계 장치 및 배관의 손상이나 막힘을 방지하는 시설로 가장 적합한 것은?
1침전지
2침사지
3조정조
4부상조
정답 및 해설

무기성 부유물질과 모래·자갈·뼈 등 토사류를 미리 제거해 후속 기계장치·배관의 마모나 막힘을 막는 시설은 침사지(grit chamber)다.

  • 침전지는 유기성 부유물질을 중력 침강으로 제거하는 시설이다.
  • 조정조는 유량·수질을 균등화하는 시설이다.
  • 부상조는 비중이 작은 물질을 부력으로 띄워 제거하는 시설이다.
문제 34
생물학적 처리공법으로 하수내의 질소를 처리할 때, 탈질이 주로 이루어지는 공정은?
1탈인조
2포기조
3무산소조
4침전조
정답 및 해설

생물학적 질소 제거 공정에서 탈질(denitrification)은 산소가 없는 무산소조(anoxic tank)에서 주로 일어난다.

무산소조의 종속영양 미생물은 용존산소 대신 질산성질소를 전자수용체로 이용해 이를 질소가스로 환원시킨다.

  • 포기조는 산소를 공급해 질산화가 일어나는 호기성 반응조다.
  • 탈인조는 인 방출이 일어나는 혐기 조건의 반응조다.
  • 침전조는 처리수와 슬러지를 물리적으로 분리하는 공정이다.
문제 35
다음 중 비점오염원에 해당하는 것은?
1농경지 배수
2폐수처리장 방류수
3축산폐수
4공장의 산업폐수
정답 및 해설

비점오염원(non-point source)은 특정 배출구 없이 강우 시 넓은 지역에서 유출되는 오염원으로, 농경지 배수가 대표적이다.

  • 폐수처리장 방류수는 배출구가 특정되는 점오염원이다.
  • 공장의 산업폐수도 배출관을 통해 나오는 점오염원이다.
  • 축산폐수 역시 통상 처리시설 배출구를 통해 나오는 점오염원으로 분류된다.
문제 36
밀도가 1.2g/cm3 인 폐기물 10kg에다 고형화 재료 5kg을 첨가하여 고형화 시킨 결과 밀도가 2.5g/cm3으로 증가하였다. 이 때의 부피변화율은?
10.5
20.72
31.5
42.45
정답 및 해설

부피변화율은 VCR=V고형화후V고형화전VCR=\dfrac{V_{고형화 후}}{V_{고형화 전}}이다.
고형화 전 부피는 101.2=8.33\dfrac{10}{1.2}=8.33 L, 고형화 후 부피는 질량 15 kg을 기준으로 10+52.5=6\dfrac{10+5}{2.5}=6 L이다. 따라서 VCR=68.33≈0.72VCR=\dfrac{6}{8.33}\approx0.72이다.

문제 37
압축기에 플라스틱을 넣고 압축시킨 결과 부피감소율이 80% 였다. 이 경우 압축비는?
12
23
34
45
정답 및 해설

이 압축기의 압축비는 5이다.

압축비는 CR=11−부피감소율CR = \dfrac{1}{1-\text{부피감소율}}로 구하며, 부피감소율 80%(=0.8)를 대입하면
CR=11−0.8=10.2=5CR = \dfrac{1}{1-0.8} = \dfrac{1}{0.2} = 5

문제 38
퇴비화의 단점으로 거리가 먼 것은?
1생산된 퇴비는 비료가치가 낮다.
2생산품인 퇴비는 토양의 이화학 성질을 개선시키는 토양개선제로 사용할 수 없다.
3다양한 재료를 이용하므로 퇴비 제품의 품질표준화가 어렵다.
4퇴비가 완성되어도 부피가 크게 감소되지는 않는다.(50% 이하)
정답 및 해설

퇴비는 토양의 이화학적 성질을 개선하는 토양개선제로 널리 활용되는 것이 실제 특징이므로, "토양개선제로 사용할 수 없다"는 설명은 사실과 반대다.

퇴비 완성 후에도 부피가 크게 줄지 않고(대개 50% 이하 감소), 재료가 다양해 품질 표준화가 어려우며, 생산된 퇴비 자체의 비료가치가 낮다는 점은 실제 퇴비화의 단점으로 지적되는 내용이다.

따라서 퇴비화의 단점과 거리가 먼 설명은 퇴비의 토양개선 효과를 부정한 진술이다.

문제 39
폐기물의 재활용과 감량화를 도모하기 위해 실시할 수 있는 제도로 가장 거리가 먼 것은?
1예치금 제도
2환경영향평가
3부담금 제도
4쓰레기 종량제
정답 및 해설

환경영향평가는 개발사업이 환경에 미치는 영향을 사전에 검토·평가하는 제도로, 폐기물 재활용·감량화를 직접 유도하는 경제적 유인 제도와는 성격이 다르다.

  • 예치금 제도는 생산자가 회수·재활용 비용을 예치하게 하는 감량화 유인책이다.
  • 부담금 제도는 폐기물 발생을 억제하기 위해 부과하는 경제적 수단이다.
  • 쓰레기 종량제는 배출량에 따라 비용을 부과해 감량을 유도하는 제도다.

이 세 제도는 재활용·감량화를 위한 직접적 정책 수단이지만, 환경영향평가는 그 범주에 들지 않는다.

문제 40
인구 30만명인 도시에서 1인당 쓰레기 발생량이 1.2kg/일이라고 한다. 적재용량이 15m3인 트럭으로 이 쓰레기를 매일 수거하려고 할 때 필요한 트럭의 수는? (단, 쓰레기 평균밀도는 550kg/m3)
131
236
339
444
정답 및 해설

필요한 트럭 대수는 약 44대이다.

하루 쓰레기 발생량은
300,000×1.2 kg=360,000 kg/day300{,}000 \times 1.2\ \mathrm{kg} = 360{,}000\ \mathrm{kg/day}

밀도로 나누어 부피로 환산하면
360,000 kg550 kg/m3≈654.5 m3/day\dfrac{360{,}000\ \mathrm{kg}}{550\ \mathrm{kg/m^3}} \approx 654.5\ \mathrm{m^3/day}

트럭 1대 용량 15 m315\ \mathrm{m^3}으로 나누면 약 43.6대이므로, 올림하여 44대가 필요하다.

문제 41
노의 하부로부터 가스를 주입하여 모래를 띄운 후 이를 가열시켜 상부에서 폐기물을 투입하여 소각하는 방식의 소각로는?
1유동상소각로
2다단로
3회전로
4고정상소각로
정답 및 해설

노 하부에서 가스를 주입해 모래층을 유동시키고 그 위로 폐기물을 투입해 태우는 방식은 유동상 소각로(fluidized bed incinerator)다.

유동층 모래는 열용량이 커서 폐기물과 균일하게 접촉하므로 연소효율이 높고 온도 제어가 쉽다는 특징이 있다.

  • 다단로는 여러 단의 화상을 거치며 건조·연소·냉각이 순차적으로 이루어지는 방식이다.
  • 회전로는 원통형 노를 회전시켜 폐기물을 이송·소각하는 방식이다.
  • 고정상 소각로는 고정된 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식이다.
문제 42
혐기성 소화탱크에서 유기물 75% 무기물 25%인 슬러지를 소화처리하여 소화슬러지의 유기물이 58%, 무기물이 42%가 되었다. 소화율은?
136%
242%
349%
454%
정답 및 해설

이 슬러지의 소화율은 약 54%다.

소화율은 유기물(VS)·무기물(FS) 비율 변화로 구하며
η=(1−VS2×FS1VS1×FS2)×100\eta = \left(1 - \dfrac{VS_2 \times FS_1}{VS_1 \times FS_2}\right) \times 100

투입 슬러지(VS1=75, FS1=25VS_1=75,\ FS_1=25)와 소화 슬러지(VS2=58, FS2=42VS_2=58,\ FS_2=42)를 대입하면
η=(1−58×2575×42)×100≈54%\eta = \left(1 - \dfrac{58 \times 25}{75 \times 42}\right) \times 100 \approx 54\%

문제 43
도시 폐기물의 개략분석(proximate analysis) 시 4가지 구성성분에 해당하지 않는 것은?
1다이옥신(dioxin)
2휘발성 고형물(volatile solids)
3고정탄소(fixed carbon)
4회분(ash)
정답 및 해설

폐기물의 개략분석(proximate analysis)은 수분, 휘발성고형물, 고정탄소, 회분 네 가지 항목으로 구성된다.

다이옥신은 유해물질 정밀분석 대상이지 개략분석의 구성 성분이 아니므로, 4가지 항목에 해당하지 않는다.

문제 44
함수율 25%인 쓰레기를 건조시켜 함수율이 12%인 쓰레기로 만들려면 쓰레기 1ton당 약 얼마의 수분을 증발시켜야 하는가?
1148kg
2166kg
3180kg
4199kg
정답 및 해설

증발시켜야 할 수분량은 약 148kg이다.

쓰레기 1ton(1,000kg) 중 함수율 25%일 때 고형물량은 1000×(1−0.25)=750 kg1000 \times (1-0.25) = 750\ \mathrm{kg}이며, 건조 과정에서 고형물량은 변하지 않는다.

함수율 12%가 될 때 전체 무게를 xx라 하면
750=x×(1−0.12)⇒x=7500.88≈852.3 kg750 = x \times (1-0.12) \Rightarrow x = \dfrac{750}{0.88} \approx 852.3\ \mathrm{kg}

따라서 증발한 수분량은 1000−852.3≈148 kg1000 - 852.3 \approx 148\ \mathrm{kg}이다.

문제 45
소각로 내의 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식으로 플라스틱과 같이 열에 의하여 열화되는 물질의 소각에 적합하며 국부적으로 가열의 염려가 있는 소각로는?
1회전로
2화격자 소각로
3고정상 소각로
4유동상 소각로
정답 및 해설

화상(hearth) 위에 폐기물을 올려놓고 태우는 구조로, 플라스틱처럼 열에 의해 연화·열화되는 물질을 소각하기에 적합한 소각로는 고정상 소각로다.

구조가 단순한 대신 폐기물이 쌓인 위치에 따라 국부적인 가열이 발생하기 쉽다는 단점이 있다.

  • 회전로는 원통을 회전시켜 폐기물을 고르게 이송·소각하는 방식이다.
  • 화격자 소각로는 격자형 화상 위에서 폐기물을 이동시키며 태우는 방식이다.
  • 유동상 소각로는 유동화된 모래층 위에서 폐기물을 소각하는 방식이다.
문제 46
슬러지나 폐기물을 토지주입 시 중금속류의 성질에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1Cr : Cr+3은 거의 불용성으로 토양 내에서 존재한다.
2Pb : 토양 내에 침전되어 있어 작물에 거의 흡수되지 않는다.
3Hg : 토양 내에서 활성도가 커 작물에 의한 흡수가 용이하고, 강우에 의해 쉽게 지표로 용해되어 나온다.
4Zn : 모래를 제외한 대부분의 토양에 영구적으로 흡착되나 보통 Cu나 Ni보다 장기간 용해상태로 존재한다.
정답 및 해설

수은(Hg)은 토양 내에서 유기물·황화물과 강하게 결합해 이동성과 용해도가 낮은 금속으로, 작물에 쉽게 흡수되거나 강우로 쉽게 용탈되지 않는다.

3가 크롬이 거의 불용성으로 토양 내에 존재하고, 납이 토양에 침전되어 작물에 거의 흡수되지 않으며, 아연이 모래를 제외한 대부분의 토양에 영구적으로 흡착된다는 설명은 모두 타당하다.

따라서 사실과 거리가 먼 설명은 수은의 이동성·용해성에 관한 진술이다.

문제 47
500,000명이 거주하는 도시에서 1주일 동안 8,720m3의 쓰레기를 수거하였다. 이 쓰레기의 밀도가 0.45ton/m3이라면 1인 1일 쓰레기 발생량은?
11.12kg/인 · 일
21.21kg/인 · 일
31.25kg/인 · 일
41.31kg/인 · 일
정답 및 해설

1인 1일 쓰레기 발생량은 약 1.12kg/인·일이다.

1주일 수거량을 질량으로 환산하면
8,720 m3×0.45 ton/m3=3,924 ton/week8{,}720\ \mathrm{m^3} \times 0.45\ \mathrm{ton/m^3} = 3{,}924\ \mathrm{ton/week}

하루 평균으로 나누면 3,924,000 kg÷7≈560,571 kg/day3{,}924{,}000\ \mathrm{kg} \div 7 \approx 560{,}571\ \mathrm{kg/day}이고, 인구수로 나누면
560,571÷500,000≈1.12 kg/인⋅일560{,}571 \div 500{,}000 \approx 1.12\ \mathrm{kg/인\cdot일}

문제 48
다음 매립공법 중 해안매립공법에 해당하는 것은?
1셀공법
2순차투입공법
3압축매립공법
4도랑형공법
정답 및 해설

해안매립공법 중 대표적인 방식은 순차투입공법으로, 호안으로 둘러싼 매립구역의 한쪽 끝에서부터 폐기물을 수중에 순차적으로 투입해 매립해 나가는 방법이다.

  • 셀공법과 도랑형공법은 내륙매립에서 쓰이는 방식이다.
  • 압축매립공법(베일공법)도 폐기물을 압축·결속해 매립하는 내륙매립공법으로 분류된다.
문제 49
다음 중 슬러지 개량(conditioning)방법에 해당하지 않는 것은?
1슬러지 세척
2열처리
3약품처리
4관성분리
정답 및 해설

슬러지 개량(conditioning)은 탈수성을 높이기 위한 전처리로, 세척, 열처리, 약품처리 등이 대표적인 방법이다.

관성분리(inertial separation)는 밀도·관성 차이를 이용해 입자를 분리하는 집진·선별 기법으로, 슬러지 개량방법에 해당하지 않는다.

문제 50
폐기물의 저위발열량(LHV)을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, HHV : 폐기물의 고위발열량(kcal/kg), H : 폐기물의 원소분석에 의한 수소 조성비(kg/kg), W : 폐기물의 수분함량(kg/kg), 600 : 수증기 1kg의 응축열(kcal))
1LHV=HHV-600W
2LHV=HHV-600(H+W)
3LHV=HHV-600(9H+W)
4LHV=HHV+600(9H+W)
정답 및 해설

폐기물의 저위발열량은 LHV=HHV−600(9H+W)LHV = HHV - 600(9H+W)로 구한다.

수소 1kg이 연소하면 물 9kg이 생성되므로 수소의 기여분은 9H9H로 계산하고, 여기에 원래 폐기물이 함유한 수분 WW를 더한 뒤 수증기의 응축잠열 600 kcal/kg600\ \mathrm{kcal/kg}을 곱해 고위발열량에서 빼주는 것이다.

문제 51
소각에 비하여 열분해 공정의 특징이라고 볼 수 없는 것은?
1무산소 분위기 중에서 고온으로 가열한다.
2액체 및 기체상태의 연료를 생산하는 공정이다.
3NOx 발생량이 적다.
4열분해 생성물의 질과 양의 안정적 확보가 용이하다.
정답 및 해설

열분해는 무산소(또는 저산소) 분위기에서 폐기물을 가열해 액체·기체 연료를 회수하는 공정으로, 연소에 비해 NOx\mathrm{NO_x} 발생량이 적다는 장점이 있다.

다만 원료 폐기물의 조성이 불균일하기 때문에 열분해 생성물의 질과 양을 안정적으로 확보하기는 어렵다는 것이 실제 특징이며, 이는 소각과 구분되는 열분해의 한계로 꼽힌다.

따라서 소각과 비교한 열분해의 특징으로 볼 수 없는 것은 생성물의 안정적 확보가 용이하다는 설명이다.

문제 52
연도로 배출되는 배기가스 중의 폐열을 이용하여 보일러의 급수를 예열함으로써 열효율 증가에 기여하는 설비는?
1공기예열기
2절탄기
3재열기
4과열기
정답 및 해설

연도로 빠져나가는 배기가스의 폐열을 회수해 보일러 급수를 예열함으로써 열효율을 높이는 설비는 절탄기(economizer)다.

  • 공기예열기는 배기가스 폐열로 연소용 공기를 예열하는 설비다.
  • 재열기는 터빈을 거친 증기를 재가열하는 설비다.
  • 과열기는 포화증기를 더 가열해 과열증기로 만드는 설비다.
문제 53
황화수소 1Sm3의 이론연소 공기량(Sm3)은? (단, 표준상태 기준, 황화수소는 완전연소 되어, 물과 아황산가스로 변화됨)
15.6
27.1
38.7
49.3
정답 및 해설

황화수소(H₂S)의 완전연소 반응식은 2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂이므로, H₂S 2 부피에 O₂ 3 부피가 필요한다. 따라서 H₂S 1 Sm³의 연소에 필요한 산소량은 32=1.5 Sm3\frac{3}{2} = 1.5 \text{ Sm}^3이다. 공기는 산소 21%로 이루어져 있으므로 필요한 이론연소 공기량은 1.50.21=7.14 Sm3≈7.1 Sm3\frac{1.5}{0.21} = 7.14 \text{ Sm}^3 \approx 7.1 \text{ Sm}^3이다.

문제 54
슬러지나 분뇨의 탈수 가능성을 나타내는 것은?
1균등계수
2알칼리도
3여과비저항
4유효경
정답 및 해설

슬러지나 분뇨의 탈수 가능성을 정량적으로 나타내는 지표는 여과비저항(specific resistance to filtration)이다.

여과비저항 값이 작을수록 여과가 잘 이루어져 탈수성이 좋다는 것을 의미한다.

  • 균등계수와 유효경은 입도분포를 나타내는 여재·토양 관련 지표다.
  • 알칼리도는 수중 완충능력을 나타내는 지표로 탈수성과는 무관하다.
문제 55
다음 중 폐기물의 퇴비화 공정에서 유지시켜 주어야 할 최적 조건으로 가장 적합한 것은?
1온도 : 20±2℃
2수분 : 5~10%
3C/N 비율 : 100~150
4pH : 6~8
정답 및 해설

퇴비화 공정의 최적 조건 중 pH는 6~8 범위를 유지하는 것이 미생물 활성에 적합하다.

나머지 조건은 실제 최적 범위와 차이가 있다 — 온도는 50~65℃의 고온 구간, 수분은 50~60% 내외, C/N\mathrm{C/N}비는 26~35 수준이 적정하다고 알려져 있어 제시된 값과는 맞지 않는다.

문제 56
진동측정시 진동픽업을 설치하기 위한 장소로 옳지 않은 것은?
1경사 또는 요철이 없는 장소
2완충물이 있고 충분히 다져서 단단히 굳은 장소
3복잡한 반사, 회절현상이 없는 지점
4온도, 전자기 등의 외부 영향을 받지 않는 곳
정답 및 해설

진동 측정 시 픽업은 완충물 없이 단단히 다져진 지반에 직접 설치해야 진동이 왜곡 없이 전달된다.

경사·요철이 없고, 반사·회절이 없으며, 온도·전자기 영향을 받지 않는 장소라는 조건은 모두 타당한 설치 기준이다.

따라서 옳지 않은 설명은 완충물이 있는 장소를 적합하다고 한 진술이다.

문제 57
선음원의 거리감쇠에서 거리가 2배로 되면 음압레벨의 감쇠치는?
11 dB
22 dB
33 dB
44 dB
정답 및 해설

선음원(line source)의 거리감쇠는 거리가 2배가 될 때마다 음압레벨이 3dB 감쇠하는 특성을 가진다.

이는 역제곱법칙에 따라 6dB씩 감쇠하는 점음원과 달리, 선음원 주위의 음파가 원통형으로 퍼져나가기 때문에 감쇠 기울기가 절반으로 줄어드는 것이다.

문제 58
흡음재료의 선택 및 사용상의 유의점에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1벽면 부착 시 한 곳에 집중시키기 보다는 전체 내벽에 분산시켜 부착한다.
2흡음재는 전면을 접착재로 부착하는 것보다는 못으로 시공하는 것이 좋다.
3다공질재료는 산란하기 쉬우므로 표면에 얇은 직물로 피복하는 것이 바람직하다.
4다공질재료의 흡음률을 높이기 위해 표면에 종이를 바르는 것이 권장되고 있다.
정답 및 해설

다공질 흡음재는 표면에 종이 등을 바르면 기공이 막혀 오히려 흡음률이 떨어진다는 것이 실제 특성이다.

벽면 전체에 분산 부착하고, 접착보다는 못으로 시공하며, 표면을 얇은 직물로 피복하는 것이 바람직하다는 설명은 모두 타당한 사용상 유의점이다.

따라서 옳지 않은 설명은 종이를 발라 흡음률을 높인다는 진술이다.

문제 59
다음 중 종파에 해당하는 것은?
1광파
2음파
3수면파
4지진파의 S파
정답 및 해설

음파(sound wave)는 매질 입자의 진동 방향과 파의 진행 방향이 일치하는 종파(longitudinal wave)에 해당한다.

  • 광파는 진행방향과 진동방향이 수직인 횡파다.
  • 수면파는 입자가 원운동을 하는 표면파로 횡파 성격을 띤다.
  • 지진파의 S파는 진행방향에 수직으로 흔들리는 횡파다.
문제 60
진동수가 3300Hz 이고, 속도가 330m/sec 인 소리의 파장은?
10.1m
21m
310m
4100m
정답 및 해설

파장은 λ=vf\lambda = \dfrac{v}{f}로 구한다.

속도 330m/sec, 진동수 3300Hz를 대입하면
λ=3303300=0.1 m\lambda = \dfrac{330}{3300} = 0.1\ \mathrm{m}

환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
14년 2회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
오존층의 두께를 표시하는 단위는?
1Plank
2Dobson
3Albedo
4Donora
정답 및 해설

오존층의 두께는 Dobson(돕슨) 단위로 표시한다.

1 Dobson Unit(DU)은 0℃, 1기압 표준상태에서 오존층의 두께를 0.01mm로 환산했을 때의 값에 해당한다.

Plank는 복사에너지 양자 관련 상수, Albedo는 반사율, Donora는 대기오염 사건이 일어난 지명으로 오존층 두께 단위와는 관련이 없다.

문제 2
세정식 집진장치의 유지관리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1먼지의 성상과 처리가스 농도를 고려하여 액가스비를 결정한다.
2목부는 처리가스의 속도가 매우 크기 때문에 마모가 일어나기 쉬우므로 수시로 점검하여 교환한다.
3기액분리기는 시설의 작동이 정지해도 잠시 공회전을 하여 부착된 먼지에 의한 산성의 세정수를 제거해야 한다.
4벤츄리형 세정기에서 집진효율을 높이기 위하여 될 수 있는 한 처리가스 온도를 높게 하여 운전하는 것이 바람직하다.
정답 및 해설

벤츄리형 세정기는 처리가스 온도를 낮추어 운전하는 것이 집진효율 향상에 유리하므로, 온도를 높게 운전하는 것이 바람직하다는 설명은 옳지 않다.

가스 온도가 낮을수록 수증기 응축 등으로 액적과 먼지의 접촉·포집이 유리해지고, 온도가 높으면 오히려 집진효율이 떨어지고 부식·마모 문제도 커질 수 있다.

  • 먼지 성상과 처리가스 농도를 고려해 액가스비를 정하는 것은 타당한 유지관리 방법이다.
  • 목부는 유속이 매우 커서 마모가 잦으므로 수시로 점검·교환해야 한다는 설명도 옳다.
  • 기액분리기를 정지 후에도 잠시 공회전시켜 산성 세정수를 제거하는 것 역시 부식 방지를 위한 정상적인 관리 방법이다.
문제 3
다음 중 벤츄리 스크러버의 입구 유속으로 가장 적합한 것은?
160~90m/sec
25~10m/sec
31~2m/sec
40.5~1m/sec
정답 및 해설

벤츄리 스크러버의 입구(목부) 유속은 일반적으로 60~90m/sec 범위로 설계한다.

벤츄리 스크러버는 단면이 좁아지는 입구를 지나며 가스가 급격히 가속되는 구조로, 유속이 이 정도로 높아야 세정액이 미세한 액적으로 분열되면서 먼지와의 접촉 효율이 커져 높은 집진효율을 얻을 수 있다.

나머지 값들은 일반 덕트나 저유속 세정 방식의 유속 수준에 해당해 벤츄리 스크러버의 설계 유속으로는 지나치게 낮다.

문제 4
대기상태에 따른 굴뚝 연기의 모양으로 옳은 것은?
1역전 상태 – 부채꼴
2매우 불안정 상태 – 원추형
3안정 상태 – 환상형
4상층 불안정, 하층 안정 상태 – 훈증형
정답 및 해설

역전 상태(안정한 대기)에서는 연기가 상하로 퍼지지 못하고 옆으로만 흩어지는 부채꼴 모양을 나타낸다.

대기가 매우 불안정할 때는 연기가 상하로 크게 요동치는 환상형이 되고, 중립 상태에서는 연기가 완만하게 퍼지는 원추형이 된다.

상층이 불안정하고 하층이 안정한 경우는 연기가 위로만 퍼지는 지붕형이며, 반대로 하층이 불안정하고 상층이 안정한 경우에 연기가 지표 쪽으로 내리깔리는 훈증형이 나타난다.

문제 5
연기의 상승높이에 영향을 주는 인자와 가장 거리가 먼 것은?
1배기가스 유속
2오염물질 농도
3외기의 수평풍속
4배출가스 온도
정답 및 해설

연기(플룸)의 상승 높이는 배기가스 유속, 배출가스 온도(부력), 외기의 수평풍속 등에 좌우되며, 오염물질 농도는 상승 높이를 결정하는 인자가 아니다.

배기가스 유속이 크고 배출가스 온도가 외기보다 높을수록 부력에 의한 상승이 커지고, 외기의 수평풍속이 강할수록 연기가 빨리 꺾여 상승 높이는 오히려 줄어든다.

오염물질의 농도는 확산 후의 지표 농도에는 영향을 주지만, 플룸 자체가 얼마나 높이 뜨는지를 결정하는 물리적 인자는 아니다.

문제 6
표준상태에서 물 6.6g을 수증기로 만들 때 부피는?
1약 5.16 L
2약 6.22 L
3약 7.24 L
4약 8.21 L
정답 및 해설

물 6.6g을 표준상태에서 수증기로 만들면 부피는 약 8.21L이다.

물의 몰수는 n=6.6 g18 g/mol≈0.3667 moln = \dfrac{6.6\,\mathrm{g}}{18\,\mathrm{g/mol}} \approx 0.3667\,\mathrm{mol} 이다.

표준상태 기체 몰부피 22.4 L/mol22.4\,\mathrm{L/mol} 을 곱하면 V=0.3667×22.4≈8.21 LV = 0.3667 \times 22.4 \approx 8.21\,\mathrm{L} 가 된다.

문제 7
자동차가 공회전할 때 많이 배출되며 혈액에 흡수되면 헤모글로빈과의 결합력이 산소의 약 210배 정도로 강하고, 이에 따라 중추신경계의 장애를 초래하는 가스는?
1Ozone
2HC
3CO
4NOx
정답 및 해설

자동차 공회전 시 많이 배출되고 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 약 210배 강해 중추신경계 장애를 일으키는 가스는 CO(일산화탄소)이다.

CO는 헤모글로빈과 결합해 카르복시헤모글로빈을 만들어 혈액의 산소 운반 능력을 떨어뜨리고, 이로 인해 두통·현기증부터 심하면 의식장애까지 유발한다.

오존(O₃)·탄화수소(HC)·질소산화물(NOx)은 각각 광화학반응이나 호흡기 자극과 관련이 있을 뿐, 헤모글로빈 결합력이 문제되는 가스는 아니다.

문제 8
다음 집진장치 중 일반적으로 압력손실이 가장 큰 것은?
1중력집진장치
2원심력집진장치
3전기집진장치
4벤츄리 스크러버
정답 및 해설

일반적으로 압력손실이 가장 큰 집진장치는 벤츄리 스크러버이다.

벤츄리 스크러버는 목부에서 가스를 고속으로 가속시켜 액적을 미세하게 분열시키는 방식이라 압력손실이 매우 크게 나타난다.

중력집진장치와 원심력집진장치는 압력손실이 작은 편이고, 전기집진장치도 압력손실이 낮은 대신 설치비가 큰 방식이어서 벤츄리 스크러버와는 대조된다.

문제 9
다음 중 여과집진장치에 관한 설명으로 옳은 것은?
1350℃ 이상의 고온의 가스처리에 적합하다.
2여과포의 종류와 상관없이 가스상 물질도 효과적으로 제거할 수 있다.
3압력손실이 약 20mmH2O 전후이며, 다른 집진장치에 비해 설치면적이 작고, 폭발성 먼지 제거에 효과적이다.
4집진원리는 직접 차단, 관성 충돌, 확산 등의 형태로 먼지를 포집한다.
정답 및 해설

여과집진장치의 집진 원리는 직접차단, 관성충돌, 확산 등의 메커니즘으로 먼지를 포집하는 것이다.

여과포는 보통 250℃ 이하의 가스에 적용되며 고온가스에는 적합하지 않고, 가스상 물질은 여과포 종류와 무관하게 효과적으로 제거하기 어렵다.

압력손실도 대체로 100~200mmH₂O 수준으로 크고 설치면적도 넓은 편이며, 분진이 정전기로 발화할 수 있어 폭발성 먼지 처리에는 오히려 주의가 필요하다.

문제 10
대기권에서 발생하고 있는 기온역전의 종류에 해당하지 않는 것은?
1자유역전
2이류역전
3침강역전
4복사역전
정답 및 해설

기온역전의 대표적인 종류는 복사역전, 이류역전, 침강역전이며, 자유역전은 여기에 속하지 않는다.

복사역전은 야간 지표면의 복사냉각으로, 이류역전은 따뜻한 공기가 찬 지표면 위로 이동할 때, 침강역전은 고기압권에서 공기가 하강하며 단열승온될 때 각각 발생한다.

이 세 가지가 실제 대기에서 관측되는 주요 역전 유형으로 분류되며, 자유역전이라는 용어는 이러한 분류 체계에 포함되지 않는다.

문제 11
다음 중 아황산가스에 대한 식물저항력이 가장 약한 것은?
1담배
2옥수수
3국화
4참외
정답 및 해설

아황산가스(SO₂)에 대한 저항력이 가장 약한 식물은 담배이다.

담배는 잎이 넓고 얇아 기공을 통한 가스 흡수가 쉬워, 대기오염에 민감하게 반응하는 대표적인 지표식물로 꼽힌다.

나머지 보기의 식물들은 담배에 비해 아황산가스에 대한 저항력이 강한 편으로 분류된다.

문제 12
다음 압력 중 크기가 다른 하나는?
11.013 N/m2
2760 mmHg
31013 mbar
41 atm
정답 및 해설

1atm = 760mmHg = 1013mbar = 101,325N/m² 이므로, N/m² 단위로 제시된 값만 크기가 다르다.

표준대기압을 SI 단위로 나타내면 1 atm=1.013×105 N/m21\,\mathrm{atm} = 1.013\times10^{5}\,\mathrm{N/m^2} 이고, 이를 수은주 높이로는 760mmHg, 바(bar) 계열 단위로는 1013mbar로 환산한다.

따라서 1.013 N/m21.013\,\mathrm{N/m^2} 는 표준대기압의 10−510^{-5} 배에 불과한 값이어서, 서로 같은 크기인 나머지 세 값과 구분된다.

문제 13
황성분 1%인 중유를 20ton/hr로 연소시킬 때 배출되는 SO2 를 석고(CaSO4)로 회수하고자 할 때 회수하는 석고의 양은? (단, 24시간 연속 가동되며, 연소율: 100%, 탈황율: 80%, 원자량 S: 32, Ca: 40)
16.83 kg/min
211.33 kg/min
312.75 kg/min
414.17 kg/min
정답 및 해설

탈황을 거쳐 회수되는 석고(CaSO₄)의 양은 약 11.33kg/min이다.

중유 20ton/hr 중 황 성분은 20,000×0.01=200 kg/hr20{,}000 \times 0.01 = 200\,\mathrm{kg/hr} 이고, 이 중 탈황율 80%가 회수되므로 회수되는 황의 양은 200×0.8=160 kg/hr200 \times 0.8 = 160\,\mathrm{kg/hr} 이다.

황의 몰수는 16032=5 kmol/hr\dfrac{160}{32} = 5\,\mathrm{kmol/hr} 이고, CaSO₄의 분자량은 40+32+64=13640+32+64=136 이므로 석고량은 5×136=680 kg/hr5 \times 136 = 680\,\mathrm{kg/hr}, 이를 분당으로 환산하면 68060≈11.33 kg/min\dfrac{680}{60} \approx 11.33\,\mathrm{kg/min} 이 된다.

문제 14
연소 시 연소상태를 조절하여 질소산화물 발생을 억제하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1저온도 연소
2저산소 연소
3공급공기량의 과량 주입
4수증기 분무
정답 및 해설

연소용 공기를 과량으로 주입하는 것은 NOx 발생을 오히려 촉진하므로, 연소조절에 의한 NOx 억제 방법에 해당하지 않는다.

공기량이 과잉이면 연소가스 중 산소 농도가 높아져 열적 NOx 생성이 늘어나기 때문에, NOx 억제를 위해서는 반대로 공급 공기량을 적정 수준으로 낮추는 저산소 연소가 사용된다.

저온도 연소로 화염 최고온도를 낮추거나, 수증기를 분무해 연소온도를 떨어뜨리는 방법 역시 열적 NOx 생성을 억제하는 실제 대책에 해당한다.

문제 15
역사적인 대기오염 사건 중 포자리카(Poza Rica) 사건은 주로 어떤 오염물질에 의한 피해였는가?
1O3
2H2S
3PCB
4MIC
정답 및 해설

포자리카(Poza Rica) 사건은 정유공정에서 누출된 H₂S(황화수소)에 의한 중독 사고였다.

1950년 멕시코 포자리카의 천연가스 정제시설에서 다량의 H₂S가 누출되어 다수의 사상자가 발생한 대기오염 사건으로 기록되어 있다.

O₃·PCB·MIC는 각각 광화학스모그, 카네미유증, 보팔 사고 등 다른 사건·물질과 관련이 있어 포자리카 사건의 원인 물질과는 다르다.

문제 16
신도시를 중심으로 설치되며 생활오수는 하수처리장으로, 우수는 별도의 관거를 통해 직접 수역으로 방류하는 배제방식은?
1합류식
2분류식
3직각식
4원형식
정답 및 해설

생활오수는 하수처리장으로 보내고 우수는 별도의 관거로 직접 수역에 방류하는 배제방식은 분류식이다.

분류식은 오수관과 우수관을 별도로 설치해 처리가 필요한 오수만 하수처리장으로 집수하므로, 신도시처럼 계획적으로 하수도를 정비할 때 주로 채택된다.

합류식은 오수와 우수를 한 관로로 함께 흘려보내는 방식이어서 이 설명과는 다르다.

문제 17
지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 것은?
1호수
2하천
3빙설 및 빙하
4지하수
정답 및 해설

지구상 담수 중 가장 큰 비율을 차지하는 것은 빙설 및 빙하이다.

지구 전체 담수 중 극지방 빙하와 만년설이 차지하는 비중이 70% 안팎으로 가장 크고, 그 다음이 지하수이다.

호수와 하천 같은 지표수는 전체 담수량 중에서 차지하는 비율이 매우 작은 편이다.

문제 18
미생물과 조류의 생물화학적 작용을 이용하여 하수 및 폐수를 자연 정화시키는 공법으로, 라군(lagoon)이라고도 하며, 시설비와 운영비가 적게 들기 때문에 소규모 마을의 오수처리에 많이 이용되는 것은?
1회전원판법
2부패조법
3산화지법
4살수여상법
정답 및 해설

미생물과 조류의 작용으로 하수를 자연 정화시키며 라군이라고도 불리는 공법은 산화지법이다.

산화지법은 넓은 연못 형태의 지반에 하수를 체류시켜 조류의 광합성으로 산소를 공급하고 미생물이 유기물을 분해하도록 하는 방식으로, 시설비와 운영비가 적게 들어 소규모 마을의 오수처리에 적합하다.

회전원판법과 살수여상법은 접촉재에 부착된 생물막을 이용하는 별도의 처리방식이고, 부패조법은 혐기성 처리 방식이어서 산화지법과는 원리가 다르다.

문제 19
활성슬러지법에서 MLSS가 의미하는 것으로 가장 적합한 것은?
1방류수 중의 부유물질
2폐수 중의 중금속물질
3포기조 혼합액 중의 부유물질
4유입수 중의 부유물질
정답 및 해설

MLSS는 포기조 혼합액(Mixed Liquor) 중에 존재하는 부유물질 농도를 의미한다.

포기조 내에는 미생물 덩어리인 활성슬러지가 섞여 있으며, 이 혼합액 속 부유물질 농도가 곧 MLSS이다.

방류수나 유입수의 부유물질, 중금속물질은 MLSS와는 별개의 수질 항목이다.

문제 20
다음 중 지표수의 특징으로 가장 거리가 먼 것은? (단, 지하수와 비교)
1지상에 노출되어 오염의 우려가 큰 편이다.
2용존산소 농도가 높고 경도가 큰 편이다.
3철, 망간 성분이 비교적 적게 포함되어 있고, 대량 취수가 용이한 편이다.
4수질 변동이 비교적 심한 편이다.
정답 및 해설

지표수는 지하수에 비해 용존산소 농도는 높지만 경도는 오히려 낮은 편이므로, 경도가 크다는 설명은 옳지 않다.

지표수는 대기와 접촉해 산소를 잘 흡수하는 반면, 암반층을 오래 거치지 않아 미네랄 용출이 적어 경도가 낮게 나타난다.

지상에 노출되어 오염 우려가 크고 수질 변동이 심한 점, 철·망간 성분이 적고 대량 취수가 쉬운 점은 지표수의 일반적 특징과 일치한다.

문제 21
다음 중 인체에 만성 중독증상으로 카네미유증을 발생시키는 유해물질은?
1PCB
2Mn
3As
4Cd
정답 및 해설

만성 중독증상으로 카네미유증을 일으키는 물질은 PCB(폴리염화비페닐)이다.

1968년 일본 카네미사의 미강유에 PCB가 혼입되면서 다수의 만성 중독 환자가 발생한 사건이 카네미유증의 유래이다.

Mn·As·Cd은 각각 다른 중독 증상(파킨슨 유사 증상, 흑피증, 이타이이타이병 등)과 관련된 유해물질로 카네미유증과는 구분된다.

문제 22
건조 전 슬러지 무게가 150g이고, 함량으로 건조한 후의 무게가 35g이었다면 이 때 수분의 함량(%)은?
146.7
256.7
366.7
476.7
정답 및 해설

이 슬러지의 수분함량은 약 76.7%이다.

건조 전 무게 150g에서 건조 후 무게 35g을 뺀 증발된 수분량은 150−35=115 g150-35=115\,\mathrm{g} 이다.

수분함량은 115150×100≈76.7%\dfrac{115}{150}\times100 \approx 76.7\% 로 계산된다.

문제 23
다음 중 침전 효율을 높이기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?
1침전지의 표면적을 크게 한다.
2응집제를 투여한다.
3침전지 내 유속을 빠르게 한다.
4침전된 침전물을 계속 제거시켜 준다.
정답 및 해설

침전지 내 유속을 빠르게 하면 침전물이 다시 부유하게 되어 오히려 침전효율이 떨어진다.

침전효율을 높이려면 유속을 느리게 유지해 입자가 충분히 가라앉을 시간을 확보해야 하므로, 유속을 빠르게 하는 것은 반대되는 조치이다.

침전지의 표면적을 넓히는 것, 응집제를 투여해 입자를 크게 만드는 것, 가라앉은 침전물을 계속 제거해주는 것은 모두 침전효율을 높이는 데 도움이 되는 방법이다.

문제 24
시간당 125m3인 폐수가 유입되는 침전조가 있다. 위어(weir)의 유효길이를 30m라 할 때, 월류부하는?
1약 4.2m3/m-hr
2약 40m3/m-hr
3약 100m3/m-hr
4약 150m3/m-hr
정답 및 해설

이 침전조의 월류부하(위어부하)는 약 4.2m³/m·hr이다.

월류부하는 유입유량을 위어의 유효길이로 나눈 값이므로 125 m3/hr30 m≈4.17 m3/m⋅hr\dfrac{125\,\mathrm{m^3/hr}}{30\,\mathrm{m}} \approx 4.17\,\mathrm{m^3/m \cdot hr} 로 계산된다.

소수점을 반올림하면 약 4.2m³/m·hr에 해당한다.

문제 25
하수의 생물화학적산소요구량(BOD)을 측정하기 위해 시료수를 배양기에 넣기 전의 용존산소량이 10mg/L, 시료수를 5일 동안 배양한 후의 용존산소량이 7mg/L이며, 시료를 5배 희석하였다면 이 하수의 BOD5(mg/L)는?
13
26
315
430
정답 및 해설

이 하수의 BOD₅는 15mg/L이다.

BOD는 배양 전후 용존산소 감소량에 희석배수를 곱해 구하며, 감소량은 10−7=3 mg/L10-7=3\,\mathrm{mg/L} 이다.

여기에 희석배수 5를 곱하면 3×5=15 mg/L3\times5=15\,\mathrm{mg/L} 가 된다.

문제 26
MLSS 농도가 2500mg/L인 혼합액을 1000mL 메스실린더에 취해 30분간 정치한 후의 침강슬러지가 차지하는 용적이 400mL 이었다면 이 슬러지의 SVI는?
1100
2160
3250
4400
정답 및 해설

이 슬러지의 SVI는 160이다.

SVI는 30분간 정치한 뒤의 침강슬러지 부피(mL/L)를 MLSS 농도(mg/L)로 나눈 뒤 1000을 곱해 구한다.

1000mL 시료에서 침강슬러지 부피가 400mL이므로 이는 400mL/L에 해당하고, SVI=4002500×1000=160\mathrm{SVI} = \dfrac{400}{2500}\times1000 = 160 이 된다.

문제 27
주간에 호소에서 조류가 성장하는 동안 조류가 수질에 미치는 영향으로 가장 적합한 것은?
1수온의 상승
2질소의 증가
3칼슘농도의 증가
4용존산소 농도의 증가
정답 및 해설

주간에 조류가 광합성을 하는 동안에는 용존산소 농도가 증가한다.

조류는 낮 동안 빛을 이용한 광합성으로 산소를 방출하므로, 이 시간대에는 호소의 용존산소 농도가 높아지는 것이 특징이다.

반대로 야간에는 조류가 호흡만 하면서 산소를 소비하므로 용존산소 농도가 낮아지는 일변화가 나타난다.

문제 28
동점도(v)의 단위로 옳은 것은?
1g/cm · sec
2g/m2 · sec
3cm2/sec
4cm2/g
정답 및 해설

동점도(kinematic viscosity, ν)의 단위는 cm²/sec이다.

동점도는 점도(μ)를 밀도(ρ)로 나눈 값이므로, 점도의 단위 g/(cm·sec)를 밀도의 단위 g/cm³로 나누면 cm²/sec가 된다.

g/(cm·sec)는 점도(poise)의 단위이고, 나머지 단위들은 동점도의 물리적 정의와 맞지 않는다.

문제 29
다음 중 경도의 주 원인물질은?
1Ca2+, Mg2+
2Ba2+, Cd2+
3Fe2+, Pb2+
4Ra2+, Mn2+
정답 및 해설

경도(hardness)는 물속에 녹아 있는 2가 금속 양이온 농도를 CaCO3\mathrm{CaCO_3}로 환산해 나타내는 지표다.

대표적인 원인물질은 Ca2+\mathrm{Ca^{2+}}와 Mg2+\mathrm{Mg^{2+}}로, 지하수·하천수에 흔히 존재하는 알칼리토금속 이온이다.

Ba, Ra도 같은 2가 알칼리토금속이지만 자연수 중에 사실상 존재하지 않아 경도의 원인물질로 보지 않으며, Cd·Fe·Pb·Mn 등은 경도 유발물질이 아니라 별도의 수질오염물질로 다룬다.

문제 30
에탄올(C2H5OH)의 농도가 350mg/L인 폐수를 완전산화 시켰을 때 이론적인 화학적 산소요구량(mg/L)은?
1488
2569
3730
4835
정답 및 해설

이 폐수의 이론적 화학적 산소요구량은 730mg/L이다.

에탄올의 완전산화 반응식은 C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O\mathrm{C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O}이므로, 에탄올 1mol(46g)을 산화시키는 데 O2\mathrm{O_2} 3mol(96g)이 필요하다.

이 질량비를 그대로 적용하면
350 mg/L×9646≈730 mg/L350\ \mathrm{mg/L} \times \dfrac{96}{46} \approx 730\ \mathrm{mg/L}

문제 31
산도(acidity)나 경도(hardness)는 무엇으로 환산하는가?
1탄산칼슘
2탄산나트륨
3탄화수소나트륨
4수산화나트륨
정답 및 해설

수질 분석에서 산도와 경도는 모두 CaCO3\mathrm{CaCO_3}(탄산칼슘) 농도로 환산하여 나타내는 것이 국제적인 관례다.

서로 다른 산·염기·금속이온 함량을 하나의 공통 기준으로 비교하기 위한 것으로, 단위는 mg/L as CaCO3\mathrm{mg/L\ as\ CaCO_3}로 표기한다.

문제 32
다음 중 산화에 해당하는 것은?
1수소와 화합
2산소를 잃음
3전자를 얻음
4산화수 증가
정답 및 해설

산화(oxidation)는 원자나 이온이 전자를 잃어 산화수가 증가하는 반응이다.

  • 수소와 화합하는 반응은 오히려 환원에 해당한다.
  • 산소를 잃는 반응도 환원 반응이다.
  • 전자를 얻는 반응 역시 환원의 정의다.

따라서 산화에 해당하는 것은 산화수 증가뿐이다.

문제 33
무기성 부유물질, 자갈, 모래, 뼈 등 토사류를 제거하여 기계 장치 및 배관의 손상이나 막힘을 방지하는 시설로 가장 적합한 것은?
1침전지
2침사지
3조정조
4부상조
정답 및 해설

무기성 부유물질과 모래·자갈·뼈 등 토사류를 미리 제거해 후속 기계장치·배관의 마모나 막힘을 막는 시설은 침사지(grit chamber)다.

  • 침전지는 유기성 부유물질을 중력 침강으로 제거하는 시설이다.
  • 조정조는 유량·수질을 균등화하는 시설이다.
  • 부상조는 비중이 작은 물질을 부력으로 띄워 제거하는 시설이다.
문제 34
생물학적 처리공법으로 하수내의 질소를 처리할 때, 탈질이 주로 이루어지는 공정은?
1탈인조
2포기조
3무산소조
4침전조
정답 및 해설

생물학적 질소 제거 공정에서 탈질(denitrification)은 산소가 없는 무산소조(anoxic tank)에서 주로 일어난다.

무산소조의 종속영양 미생물은 용존산소 대신 질산성질소를 전자수용체로 이용해 이를 질소가스로 환원시킨다.

  • 포기조는 산소를 공급해 질산화가 일어나는 호기성 반응조다.
  • 탈인조는 인 방출이 일어나는 혐기 조건의 반응조다.
  • 침전조는 처리수와 슬러지를 물리적으로 분리하는 공정이다.
문제 35
다음 중 비점오염원에 해당하는 것은?
1농경지 배수
2폐수처리장 방류수
3축산폐수
4공장의 산업폐수
정답 및 해설

비점오염원(non-point source)은 특정 배출구 없이 강우 시 넓은 지역에서 유출되는 오염원으로, 농경지 배수가 대표적이다.

  • 폐수처리장 방류수는 배출구가 특정되는 점오염원이다.
  • 공장의 산업폐수도 배출관을 통해 나오는 점오염원이다.
  • 축산폐수 역시 통상 처리시설 배출구를 통해 나오는 점오염원으로 분류된다.
문제 36
밀도가 1.2g/cm3 인 폐기물 10kg에다 고형화 재료 5kg을 첨가하여 고형화 시킨 결과 밀도가 2.5g/cm3으로 증가하였다. 이 때의 부피변화율은?
10.5
20.72
31.5
42.45
정답 및 해설

부피변화율은 VCR=V고형화후V고형화전VCR=\dfrac{V_{고형화 후}}{V_{고형화 전}}이다.
고형화 전 부피는 101.2=8.33\dfrac{10}{1.2}=8.33 L, 고형화 후 부피는 질량 15 kg을 기준으로 10+52.5=6\dfrac{10+5}{2.5}=6 L이다. 따라서 VCR=68.33≈0.72VCR=\dfrac{6}{8.33}\approx0.72이다.

문제 37
압축기에 플라스틱을 넣고 압축시킨 결과 부피감소율이 80% 였다. 이 경우 압축비는?
12
23
34
45
정답 및 해설

이 압축기의 압축비는 5이다.

압축비는 CR=11−부피감소율CR = \dfrac{1}{1-\text{부피감소율}}로 구하며, 부피감소율 80%(=0.8)를 대입하면
CR=11−0.8=10.2=5CR = \dfrac{1}{1-0.8} = \dfrac{1}{0.2} = 5

문제 38
퇴비화의 단점으로 거리가 먼 것은?
1생산된 퇴비는 비료가치가 낮다.
2생산품인 퇴비는 토양의 이화학 성질을 개선시키는 토양개선제로 사용할 수 없다.
3다양한 재료를 이용하므로 퇴비 제품의 품질표준화가 어렵다.
4퇴비가 완성되어도 부피가 크게 감소되지는 않는다.(50% 이하)
정답 및 해설

퇴비는 토양의 이화학적 성질을 개선하는 토양개선제로 널리 활용되는 것이 실제 특징이므로, "토양개선제로 사용할 수 없다"는 설명은 사실과 반대다.

퇴비 완성 후에도 부피가 크게 줄지 않고(대개 50% 이하 감소), 재료가 다양해 품질 표준화가 어려우며, 생산된 퇴비 자체의 비료가치가 낮다는 점은 실제 퇴비화의 단점으로 지적되는 내용이다.

따라서 퇴비화의 단점과 거리가 먼 설명은 퇴비의 토양개선 효과를 부정한 진술이다.

문제 39
폐기물의 재활용과 감량화를 도모하기 위해 실시할 수 있는 제도로 가장 거리가 먼 것은?
1예치금 제도
2환경영향평가
3부담금 제도
4쓰레기 종량제
정답 및 해설

환경영향평가는 개발사업이 환경에 미치는 영향을 사전에 검토·평가하는 제도로, 폐기물 재활용·감량화를 직접 유도하는 경제적 유인 제도와는 성격이 다르다.

  • 예치금 제도는 생산자가 회수·재활용 비용을 예치하게 하는 감량화 유인책이다.
  • 부담금 제도는 폐기물 발생을 억제하기 위해 부과하는 경제적 수단이다.
  • 쓰레기 종량제는 배출량에 따라 비용을 부과해 감량을 유도하는 제도다.

이 세 제도는 재활용·감량화를 위한 직접적 정책 수단이지만, 환경영향평가는 그 범주에 들지 않는다.

문제 40
인구 30만명인 도시에서 1인당 쓰레기 발생량이 1.2kg/일이라고 한다. 적재용량이 15m3인 트럭으로 이 쓰레기를 매일 수거하려고 할 때 필요한 트럭의 수는? (단, 쓰레기 평균밀도는 550kg/m3)
131
236
339
444
정답 및 해설

필요한 트럭 대수는 약 44대이다.

하루 쓰레기 발생량은
300,000×1.2 kg=360,000 kg/day300{,}000 \times 1.2\ \mathrm{kg} = 360{,}000\ \mathrm{kg/day}

밀도로 나누어 부피로 환산하면
360,000 kg550 kg/m3≈654.5 m3/day\dfrac{360{,}000\ \mathrm{kg}}{550\ \mathrm{kg/m^3}} \approx 654.5\ \mathrm{m^3/day}

트럭 1대 용량 15 m315\ \mathrm{m^3}으로 나누면 약 43.6대이므로, 올림하여 44대가 필요하다.

문제 41
노의 하부로부터 가스를 주입하여 모래를 띄운 후 이를 가열시켜 상부에서 폐기물을 투입하여 소각하는 방식의 소각로는?
1유동상소각로
2다단로
3회전로
4고정상소각로
정답 및 해설

노 하부에서 가스를 주입해 모래층을 유동시키고 그 위로 폐기물을 투입해 태우는 방식은 유동상 소각로(fluidized bed incinerator)다.

유동층 모래는 열용량이 커서 폐기물과 균일하게 접촉하므로 연소효율이 높고 온도 제어가 쉽다는 특징이 있다.

  • 다단로는 여러 단의 화상을 거치며 건조·연소·냉각이 순차적으로 이루어지는 방식이다.
  • 회전로는 원통형 노를 회전시켜 폐기물을 이송·소각하는 방식이다.
  • 고정상 소각로는 고정된 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식이다.
문제 42
혐기성 소화탱크에서 유기물 75% 무기물 25%인 슬러지를 소화처리하여 소화슬러지의 유기물이 58%, 무기물이 42%가 되었다. 소화율은?
136%
242%
349%
454%
정답 및 해설

이 슬러지의 소화율은 약 54%다.

소화율은 유기물(VS)·무기물(FS) 비율 변화로 구하며
η=(1−VS2×FS1VS1×FS2)×100\eta = \left(1 - \dfrac{VS_2 \times FS_1}{VS_1 \times FS_2}\right) \times 100

투입 슬러지(VS1=75, FS1=25VS_1=75,\ FS_1=25)와 소화 슬러지(VS2=58, FS2=42VS_2=58,\ FS_2=42)를 대입하면
η=(1−58×2575×42)×100≈54%\eta = \left(1 - \dfrac{58 \times 25}{75 \times 42}\right) \times 100 \approx 54\%

문제 43
도시 폐기물의 개략분석(proximate analysis) 시 4가지 구성성분에 해당하지 않는 것은?
1다이옥신(dioxin)
2휘발성 고형물(volatile solids)
3고정탄소(fixed carbon)
4회분(ash)
정답 및 해설

폐기물의 개략분석(proximate analysis)은 수분, 휘발성고형물, 고정탄소, 회분 네 가지 항목으로 구성된다.

다이옥신은 유해물질 정밀분석 대상이지 개략분석의 구성 성분이 아니므로, 4가지 항목에 해당하지 않는다.

문제 44
함수율 25%인 쓰레기를 건조시켜 함수율이 12%인 쓰레기로 만들려면 쓰레기 1ton당 약 얼마의 수분을 증발시켜야 하는가?
1148kg
2166kg
3180kg
4199kg
정답 및 해설

증발시켜야 할 수분량은 약 148kg이다.

쓰레기 1ton(1,000kg) 중 함수율 25%일 때 고형물량은 1000×(1−0.25)=750 kg1000 \times (1-0.25) = 750\ \mathrm{kg}이며, 건조 과정에서 고형물량은 변하지 않는다.

함수율 12%가 될 때 전체 무게를 xx라 하면
750=x×(1−0.12)⇒x=7500.88≈852.3 kg750 = x \times (1-0.12) \Rightarrow x = \dfrac{750}{0.88} \approx 852.3\ \mathrm{kg}

따라서 증발한 수분량은 1000−852.3≈148 kg1000 - 852.3 \approx 148\ \mathrm{kg}이다.

문제 45
소각로 내의 화상 위에서 폐기물을 태우는 방식으로 플라스틱과 같이 열에 의하여 열화되는 물질의 소각에 적합하며 국부적으로 가열의 염려가 있는 소각로는?
1회전로
2화격자 소각로
3고정상 소각로
4유동상 소각로
정답 및 해설

화상(hearth) 위에 폐기물을 올려놓고 태우는 구조로, 플라스틱처럼 열에 의해 연화·열화되는 물질을 소각하기에 적합한 소각로는 고정상 소각로다.

구조가 단순한 대신 폐기물이 쌓인 위치에 따라 국부적인 가열이 발생하기 쉽다는 단점이 있다.

  • 회전로는 원통을 회전시켜 폐기물을 고르게 이송·소각하는 방식이다.
  • 화격자 소각로는 격자형 화상 위에서 폐기물을 이동시키며 태우는 방식이다.
  • 유동상 소각로는 유동화된 모래층 위에서 폐기물을 소각하는 방식이다.
문제 46
슬러지나 폐기물을 토지주입 시 중금속류의 성질에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1Cr : Cr+3은 거의 불용성으로 토양 내에서 존재한다.
2Pb : 토양 내에 침전되어 있어 작물에 거의 흡수되지 않는다.
3Hg : 토양 내에서 활성도가 커 작물에 의한 흡수가 용이하고, 강우에 의해 쉽게 지표로 용해되어 나온다.
4Zn : 모래를 제외한 대부분의 토양에 영구적으로 흡착되나 보통 Cu나 Ni보다 장기간 용해상태로 존재한다.
정답 및 해설

수은(Hg)은 토양 내에서 유기물·황화물과 강하게 결합해 이동성과 용해도가 낮은 금속으로, 작물에 쉽게 흡수되거나 강우로 쉽게 용탈되지 않는다.

3가 크롬이 거의 불용성으로 토양 내에 존재하고, 납이 토양에 침전되어 작물에 거의 흡수되지 않으며, 아연이 모래를 제외한 대부분의 토양에 영구적으로 흡착된다는 설명은 모두 타당하다.

따라서 사실과 거리가 먼 설명은 수은의 이동성·용해성에 관한 진술이다.

문제 47
500,000명이 거주하는 도시에서 1주일 동안 8,720m3의 쓰레기를 수거하였다. 이 쓰레기의 밀도가 0.45ton/m3이라면 1인 1일 쓰레기 발생량은?
11.12kg/인 · 일
21.21kg/인 · 일
31.25kg/인 · 일
41.31kg/인 · 일
정답 및 해설

1인 1일 쓰레기 발생량은 약 1.12kg/인·일이다.

1주일 수거량을 질량으로 환산하면
8,720 m3×0.45 ton/m3=3,924 ton/week8{,}720\ \mathrm{m^3} \times 0.45\ \mathrm{ton/m^3} = 3{,}924\ \mathrm{ton/week}

하루 평균으로 나누면 3,924,000 kg÷7≈560,571 kg/day3{,}924{,}000\ \mathrm{kg} \div 7 \approx 560{,}571\ \mathrm{kg/day}이고, 인구수로 나누면
560,571÷500,000≈1.12 kg/인⋅일560{,}571 \div 500{,}000 \approx 1.12\ \mathrm{kg/인\cdot일}

문제 48
다음 매립공법 중 해안매립공법에 해당하는 것은?
1셀공법
2순차투입공법
3압축매립공법
4도랑형공법
정답 및 해설

해안매립공법 중 대표적인 방식은 순차투입공법으로, 호안으로 둘러싼 매립구역의 한쪽 끝에서부터 폐기물을 수중에 순차적으로 투입해 매립해 나가는 방법이다.

  • 셀공법과 도랑형공법은 내륙매립에서 쓰이는 방식이다.
  • 압축매립공법(베일공법)도 폐기물을 압축·결속해 매립하는 내륙매립공법으로 분류된다.
문제 49
다음 중 슬러지 개량(conditioning)방법에 해당하지 않는 것은?
1슬러지 세척
2열처리
3약품처리
4관성분리
정답 및 해설

슬러지 개량(conditioning)은 탈수성을 높이기 위한 전처리로, 세척, 열처리, 약품처리 등이 대표적인 방법이다.

관성분리(inertial separation)는 밀도·관성 차이를 이용해 입자를 분리하는 집진·선별 기법으로, 슬러지 개량방법에 해당하지 않는다.

문제 50
폐기물의 저위발열량(LHV)을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, HHV : 폐기물의 고위발열량(kcal/kg), H : 폐기물의 원소분석에 의한 수소 조성비(kg/kg), W : 폐기물의 수분함량(kg/kg), 600 : 수증기 1kg의 응축열(kcal))
1LHV=HHV-600W
2LHV=HHV-600(H+W)
3LHV=HHV-600(9H+W)
4LHV=HHV+600(9H+W)
정답 및 해설

폐기물의 저위발열량은 LHV=HHV−600(9H+W)LHV = HHV - 600(9H+W)로 구한다.

수소 1kg이 연소하면 물 9kg이 생성되므로 수소의 기여분은 9H9H로 계산하고, 여기에 원래 폐기물이 함유한 수분 WW를 더한 뒤 수증기의 응축잠열 600 kcal/kg600\ \mathrm{kcal/kg}을 곱해 고위발열량에서 빼주는 것이다.

문제 51
소각에 비하여 열분해 공정의 특징이라고 볼 수 없는 것은?
1무산소 분위기 중에서 고온으로 가열한다.
2액체 및 기체상태의 연료를 생산하는 공정이다.
3NOx 발생량이 적다.
4열분해 생성물의 질과 양의 안정적 확보가 용이하다.
정답 및 해설

열분해는 무산소(또는 저산소) 분위기에서 폐기물을 가열해 액체·기체 연료를 회수하는 공정으로, 연소에 비해 NOx\mathrm{NO_x} 발생량이 적다는 장점이 있다.

다만 원료 폐기물의 조성이 불균일하기 때문에 열분해 생성물의 질과 양을 안정적으로 확보하기는 어렵다는 것이 실제 특징이며, 이는 소각과 구분되는 열분해의 한계로 꼽힌다.

따라서 소각과 비교한 열분해의 특징으로 볼 수 없는 것은 생성물의 안정적 확보가 용이하다는 설명이다.

문제 52
연도로 배출되는 배기가스 중의 폐열을 이용하여 보일러의 급수를 예열함으로써 열효율 증가에 기여하는 설비는?
1공기예열기
2절탄기
3재열기
4과열기
정답 및 해설

연도로 빠져나가는 배기가스의 폐열을 회수해 보일러 급수를 예열함으로써 열효율을 높이는 설비는 절탄기(economizer)다.

  • 공기예열기는 배기가스 폐열로 연소용 공기를 예열하는 설비다.
  • 재열기는 터빈을 거친 증기를 재가열하는 설비다.
  • 과열기는 포화증기를 더 가열해 과열증기로 만드는 설비다.
문제 53
황화수소 1Sm3의 이론연소 공기량(Sm3)은? (단, 표준상태 기준, 황화수소는 완전연소 되어, 물과 아황산가스로 변화됨)
15.6
27.1
38.7
49.3
정답 및 해설

황화수소(H₂S)의 완전연소 반응식은 2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂이므로, H₂S 2 부피에 O₂ 3 부피가 필요한다. 따라서 H₂S 1 Sm³의 연소에 필요한 산소량은 32=1.5 Sm3\frac{3}{2} = 1.5 \text{ Sm}^3이다. 공기는 산소 21%로 이루어져 있으므로 필요한 이론연소 공기량은 1.50.21=7.14 Sm3≈7.1 Sm3\frac{1.5}{0.21} = 7.14 \text{ Sm}^3 \approx 7.1 \text{ Sm}^3이다.

문제 54
슬러지나 분뇨의 탈수 가능성을 나타내는 것은?
1균등계수
2알칼리도
3여과비저항
4유효경
정답 및 해설

슬러지나 분뇨의 탈수 가능성을 정량적으로 나타내는 지표는 여과비저항(specific resistance to filtration)이다.

여과비저항 값이 작을수록 여과가 잘 이루어져 탈수성이 좋다는 것을 의미한다.

  • 균등계수와 유효경은 입도분포를 나타내는 여재·토양 관련 지표다.
  • 알칼리도는 수중 완충능력을 나타내는 지표로 탈수성과는 무관하다.
문제 55
다음 중 폐기물의 퇴비화 공정에서 유지시켜 주어야 할 최적 조건으로 가장 적합한 것은?
1온도 : 20±2℃
2수분 : 5~10%
3C/N 비율 : 100~150
4pH : 6~8
정답 및 해설

퇴비화 공정의 최적 조건 중 pH는 6~8 범위를 유지하는 것이 미생물 활성에 적합하다.

나머지 조건은 실제 최적 범위와 차이가 있다 — 온도는 50~65℃의 고온 구간, 수분은 50~60% 내외, C/N\mathrm{C/N}비는 26~35 수준이 적정하다고 알려져 있어 제시된 값과는 맞지 않는다.

문제 56
진동측정시 진동픽업을 설치하기 위한 장소로 옳지 않은 것은?
1경사 또는 요철이 없는 장소
2완충물이 있고 충분히 다져서 단단히 굳은 장소
3복잡한 반사, 회절현상이 없는 지점
4온도, 전자기 등의 외부 영향을 받지 않는 곳
정답 및 해설

진동 측정 시 픽업은 완충물 없이 단단히 다져진 지반에 직접 설치해야 진동이 왜곡 없이 전달된다.

경사·요철이 없고, 반사·회절이 없으며, 온도·전자기 영향을 받지 않는 장소라는 조건은 모두 타당한 설치 기준이다.

따라서 옳지 않은 설명은 완충물이 있는 장소를 적합하다고 한 진술이다.

문제 57
선음원의 거리감쇠에서 거리가 2배로 되면 음압레벨의 감쇠치는?
11 dB
22 dB
33 dB
44 dB
정답 및 해설

선음원(line source)의 거리감쇠는 거리가 2배가 될 때마다 음압레벨이 3dB 감쇠하는 특성을 가진다.

이는 역제곱법칙에 따라 6dB씩 감쇠하는 점음원과 달리, 선음원 주위의 음파가 원통형으로 퍼져나가기 때문에 감쇠 기울기가 절반으로 줄어드는 것이다.

문제 58
흡음재료의 선택 및 사용상의 유의점에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1벽면 부착 시 한 곳에 집중시키기 보다는 전체 내벽에 분산시켜 부착한다.
2흡음재는 전면을 접착재로 부착하는 것보다는 못으로 시공하는 것이 좋다.
3다공질재료는 산란하기 쉬우므로 표면에 얇은 직물로 피복하는 것이 바람직하다.
4다공질재료의 흡음률을 높이기 위해 표면에 종이를 바르는 것이 권장되고 있다.
정답 및 해설

다공질 흡음재는 표면에 종이 등을 바르면 기공이 막혀 오히려 흡음률이 떨어진다는 것이 실제 특성이다.

벽면 전체에 분산 부착하고, 접착보다는 못으로 시공하며, 표면을 얇은 직물로 피복하는 것이 바람직하다는 설명은 모두 타당한 사용상 유의점이다.

따라서 옳지 않은 설명은 종이를 발라 흡음률을 높인다는 진술이다.

문제 59
다음 중 종파에 해당하는 것은?
1광파
2음파
3수면파
4지진파의 S파
정답 및 해설

음파(sound wave)는 매질 입자의 진동 방향과 파의 진행 방향이 일치하는 종파(longitudinal wave)에 해당한다.

  • 광파는 진행방향과 진동방향이 수직인 횡파다.
  • 수면파는 입자가 원운동을 하는 표면파로 횡파 성격을 띤다.
  • 지진파의 S파는 진행방향에 수직으로 흔들리는 횡파다.
문제 60
진동수가 3300Hz 이고, 속도가 330m/sec 인 소리의 파장은?
10.1m
21m
310m
4100m
정답 및 해설

파장은 λ=vf\lambda = \dfrac{v}{f}로 구한다.

속도 330m/sec, 진동수 3300Hz를 대입하면
λ=3303300=0.1 m\lambda = \dfrac{330}{3300} = 0.1\ \mathrm{m}