[환경기능사 필기] 09년 2회차
환경기능사 필기 기출문제

09년 2회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

09년 2회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 보기와 같은 특성을 가진 대기오염 물질은?
1H2S
2NH3
3NOx
4VOCs
문제 2
대기오염으로 인한 지구환경 변화 중 도시지역의 공장, 자동차 증에서 배출되는 고온의 가스와 냉난방시설로부터 배출되는 더운 공기가 상승하면서 주변의 찬 공기가 도시로 유입되어 도시지역의 대기오염물질에 의한 거대한 지붕을 만드는 현상은?
1라니냐 현상
2열섬 현상
3엘니뇨 현상
4오존층 파괴 현상
정답 및 해설

도심의 인공열과 대기오염물질이 쌓여 주변보다 기온이 높은 지붕 모양의 기단을 형성하는 현상은 열섬현상이다.

엘니뇨·라니냐는 해수면 온도 변화에 따른 대규모 해양·대기 순환 현상이고, 오존층 파괴는 성층권 오존 농도 감소 현상이므로 도시의 국지적인 열 축적 현상과는 다르다.

문제 3
다음 중 압력손실이 가장 큰 집진장치는?
1중력집진장치
2전기집진장치
3원심력집진장치
4벤츄리스크러버
정답 및 해설

제시된 집진장치 중 압력손실이 가장 큰 것은 벤츄리스크러버이다.

벤츄리스크러버는 목(throat)부에서 가스를 고속으로 통과시켜 세정액을 미세한 액적으로 부수고 입자와 충돌시키는 방식이라, 이 고속화 과정에서 수백 mmH₂O에 이르는 큰 압력손실이 생긴다.

반면 중력집진장치와 전기집진장치는 수십 mmH₂O 이하, 원심력집진장치도 100mmH₂O 안팎 수준이어서 벤츄리스크러버와는 차이가 크다.

문제 4
다음 보기에서 설명하는 기체에 관한 법칙은?
1보일의 법칙
2새를의 법칙
3헨리의 법칙
4보일 - 샤를의 법칙
문제 5
가스 중의 유해물질 또는 회수가치가 있는 가스를 흡착법으로 이용하고자 할 때, 다음 중 흡착제로 사용할 수 없는 것은?
1활성탄
2알루미나
3실리카켈
4석영
정답 및 해설

제시된 물질 중 흡착제로 사용할 수 없는 것은 석영이다.

활성탄·알루미나·실리카겔은 비표면적이 매우 넓은 다공성 구조를 가져 가스 중 유해물질이나 회수가치 있는 성분을 흡착하는 데 쓰이지만, 석영은 다공성이 없는 치밀한 결정질 광물이라 흡착제로서 기능이 없다.

문제 6
황성분 1%인 중유를 20ton/hr로 연소시킬 때 배출되는 SO2를 석고(CaSO4)로 회수하고자 할 때 회수하는 석고의 양은? (단, 24시간 연속가동하며, 연소율 : 100%. 탈황율: 90%, 원자량 S:32, Ca:40)
15.83 kg/min
26.42 kg/min
312.75 kg/min
414.17 kg/min
정답 및 해설

회수되는 석고(CaSO₄)의 양은 약 12.75 kg/min이다.

중유 중 황 성분은 20,000 kg/hr×0.01=200 kg S/hr20{,}000\,\mathrm{kg/hr} \times 0.01 = 200\,\mathrm{kg\ S/hr}이며, 탈황율 90%가 회수되므로 200×0.9=180 kg S/hr200 \times 0.9 = 180\,\mathrm{kg\ S/hr}이 석고로 전환된다.

S(32)와 CaSO₄(136)의 몰질량 비를 적용하면 180×13632=765 kg/hr180 \times \dfrac{136}{32} = 765\,\mathrm{kg/hr}이고, 분 단위로 바꾸면 76560≈12.75 kg/min\dfrac{765}{60} \approx 12.75\,\mathrm{kg/min}이 된다.

문제 7
사이클론 스크러버에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
1용해성이 좋은 가스에 효과적이다.
2사이클론의 직경을 크게 하면 효율이 증가한다.
3대용량 가스처리가 가능하다.
4비교적 구조가 간단하다.
정답 및 해설

사이클론 스크러버에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 직경을 크게 하면 효율이 증가한다는 부분이다.

원심력집진의 원리상 직경이 작을수록 회전반경이 줄어 원심력이 커지므로 오히려 직경이 작을수록 집진효율이 높아진다.

용해성이 좋은 가스에 효과적이고 대용량 가스처리가 가능하며 구조가 비교적 간단하다는 설명은 사이클론 스크러버의 일반적인 특징과 일치한다.

문제 8
다음 중 폐에서 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈을 형성하는 물질은?
1암모니아
2황화수소
3과산화수소
4일산화탄소
정답 및 해설

폐포에서 헤모글로빈과 결합해 카르복시헤모글로빈(COHb)을 형성하는 물질은 일산화탄소이다.

일산화탄소는 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 훨씬 강해 산소 운반을 방해하며, 암모니아·황화수소·과산화수소는 각각 다른 기전으로 독성을 나타낼 뿐 헤모글로빈과 결합해 COHb를 만들지는 않는다.

문제 9
유해가스 측정을 위한 시료 재취 방법을 틀린 것은?
1시료 재취관은 배출가스 등에 의해 부식되지 않는 재질의 관을 사용한다.
2시료 재취관은 굴뚝 벽에 최대한 닿도록 끼워 넣는다.
3가스 중에 먼지가 혼입되는 것을 방지하기 위하여 시료 재취관에 여과재를 넣어 둔다.
4시료채취 위치는 가스의 유속이 현저하게 변화하지 않고 수분이 적은 곳으로 한다.
정답 및 해설

시료채취 방법 설명 중 옳지 않은 것은 채취관을 굴뚝 벽에 최대한 닿도록 끼워 넣는다는 부분이다.

굴뚝 벽면 가까이는 유속이 느려지고 벽면 부착물이 섞이기 쉬우므로, 채취관은 벽에 닿지 않게 하고 유속이 고른 굴뚝 중심부 쪽까지 삽입해야 대표성 있는 시료를 얻을 수 있다.

부식되지 않는 재질을 쓰고 먼지 유입을 막기 위해 여과재를 두며, 유속 변화가 적고 수분이 적은 지점을 채취 위치로 선정한다는 설명은 올바른 채취 원칙이다.

문제 10
A중유 연소 가열로의 연소 배출가스를 분석 하였더니 용량비로써 질소: 80%, 탄산가스: 12%, 산소: 8%의 결과치를 얻었다. 이 때 공기비는?
1약 1.6
2약 1.4
3약 1.2
4약 1.1
정답 및 해설

이 배출가스 조성에서 공기비는 약 1.6이다.

완전연소(CO 없음) 조건의 오르자트 분석 결과에서 공기비는 m=N2N2−3.76 O2m = \dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2} - 3.76\,\mathrm{O_2}}로 구한다.

수치를 대입하면 m=8080−3.76×8=8049.92≈1.6m = \dfrac{80}{80 - 3.76 \times 8} = \dfrac{80}{49.92} \approx 1.6이 된다.

문제 11
탄소 6kg을 완전 연소하기 위해 필요한 이론공기량은? (단, 표준상태 기준)
111.2 Sm3
222.4 Sm3
353.3 Sm3
4106.7Sm3
정답 및 해설

탄소 6kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 53.3 Sm³이다.

연소반응 C+O2→CO2\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}에서 탄소 12kg(1kmol)마다 산소 1kmol, 즉 22.4Sm³이 필요하므로 탄소 6kg에는 612×22.4=11.2 Sm3\dfrac{6}{12} \times 22.4 = 11.2\,\mathrm{Sm^3}의 산소가 필요하다.

공기 중 산소의 부피비 21%를 적용하면 이론공기량은 11.20.21≈53.3 Sm3\dfrac{11.2}{0.21} \approx 53.3\,\mathrm{Sm^3}이다.

문제 12
액체 프로판(C3H8) 100kg을 기화시켰을 때 표준상태에서 부피는?
144.0 Sm3
247.3 Sm3
350.9 Sm3
453.7 Sm3
정답 및 해설

프로판(C3H8\mathrm{C_3H_8}) 100kg을 표준상태에서 기화시켰을 때 부피는 약 50.9 Sm³이다.

프로판의 분자량은 44이므로 몰수는 10044≈2.2727 kmol\dfrac{100}{44} \approx 2.2727\,\mathrm{kmol}이다.

표준상태에서 기체 1kmol의 부피 22.4Sm³을 곱하면 2.2727×22.4≈50.9 Sm32.2727 \times 22.4 \approx 50.9\,\mathrm{Sm^3}이 된다.

문제 13
자동차 배기구에서 배출되는 유해성분으로 가장 거리가 먼 것은?
1NOx
2CO
3HC
4O3
정답 및 해설

자동차 배기구에서 직접 배출되는 성분과 거리가 먼 것은 오존(O₃)이다.

NOx·CO·HC는 연소 과정에서 배기가스에 직접 포함되어 배출되지만, 오존은 이렇게 배출된 NOx와 HC가 대기 중 햇빛과 반응해 2차적으로 생성되는 광화학 반응 생성물이라 배기구에서 직접 배출되는 물질이 아니다.

문제 14
다음 여과집진장치의 탈진방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1진동형
2세정형
3역기류형
4pulse jet형
정답 및 해설

여과집진장치의 탈진방법으로 보기 어려운 것은 세정형이다.

진동형·역기류형·pulse jet형은 모두 여과포에 쌓인 먼지를 털어내는 대표적인 탈진 방식이지만, 세정형은 액적으로 먼지를 씻어내는 습식 세정집진장치의 원리라 여과포 탈진 방식으로 분류되지 않는다.

문제 15
충전탑(packed tower)에서 충전물의 구비조건으로 틀린 것은?
1단위용적에 대한 표면적이 커야 한다.
2공극률이 크며, 압력손실이 작아야 한다.
3액의 홀드업(hold up)이 커야 한다.
4마찰저항이 작아야 한다
정답 및 해설

충전탑 충전물의 구비조건으로 옳지 않은 것은 액의 홀드업(hold up)이 커야 한다는 부분이다.

홀드업은 충전물 내에 머무르는 액체의 양을 뜻하며, 이 값이 크면 가스가 지나갈 공간이 줄어 압력손실이 커지므로 충전물은 홀드업이 작아야 바람직하다.

단위 부피당 표면적이 크고 공극률이 크면서 압력손실과 마찰저항이 작아야 한다는 조건은 충전물이 갖추어야 할 올바른 특성이다.

문제 16
지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 것은?
1호수
2하천
3빙설 및 빙하
4지하수
정답 및 해설

지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하는 것은 빙설 및 빙하이다.

극지방과 고산지대에 얼어붙은 빙하·만년설 형태로 존재하는 물이 지구 담수의 대부분을 차지하며, 지하수가 그 다음으로 많고 호수·하천은 상대적으로 극히 적은 비중을 차지한다.

문제 17
일반적인 폐수처리공정에서 최적 응집제 투입량을 결정하기 위한 쟈-테스트(jar test)에관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1응집제 투입량 대 상징수의 SS 잔류량을 측정하여 퇴적 응집제 투입량을 결정
2응집제 투입량 대 상징수의 알카리도를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
3응집제 투입량 대 상징수의 용존산소를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
4응집제 투입량 대 상징수의 대장균균수를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
정답 및 해설

자테스트(jar test)는 응집제 투입량을 달리해 가며 상징수의 잔류 부유물질(SS) 농도를 측정해 최적 응집제 투입량을 결정하는 실험이다.

응집의 목적이 미세 입자를 뭉쳐 가라앉히는 것이므로, 가라앉히고 남은 상징수의 SS가 가장 낮아지는 투입량이 최적점이 된다.

알칼리도·용존산소·대장균수는 응집 효과를 직접 나타내는 지표가 아니므로 최적 투입량 결정 기준으로 쓰이지 않는다.

문제 18
Jar-test를 실시한 결과 pH7.3에서 500mL의 폐수에 0.2% Al2(SO4)3· 18H2O(밀도=1.0g/cm3)용액 20mL를 넣었을 경우 가장 효과가 좋았다면 이 폐수 100m3/day를 처리하기 위해서 소용되는 적정 응집제 투입량(kg/day)은?
18
210
312
414
정답 및 해설

이 조건에서 하루 소요되는 적정 응집제 투입량은 약 8 kg/day이다.

0.2% 용액(밀도 1.0g/cm³) 20mL에 들어 있는 응집제 질량은 20 mL×0.002 g/mL=0.04 g20\,\mathrm{mL} \times 0.002\,\mathrm{g/mL} = 0.04\,\mathrm{g}이고, 이를 폐수 500mL에 넣은 것이므로 농도로 환산하면 0.04 g0.5 L=80 mg/L\dfrac{0.04\,\mathrm{g}}{0.5\,\mathrm{L}} = 80\,\mathrm{mg/L}이다.

이 최적 투입농도를 하루 처리량 100m3\mathrm{m^3}(=100,000L)에 적용하면 80 mg/L×100,000 L=8,000,000 mg=8 kg/day80\,\mathrm{mg/L} \times 100{,}000\,\mathrm{L} = 8{,}000{,}000\,\mathrm{mg} = 8\,\mathrm{kg/day}가 된다.

문제 19
다음 중 산화에 해당하는 것은?
1수소와 화합
2산소를 잃음
3전자를 얻음
4산화수 증가
정답 및 해설

산화에 해당하는 것은 산화수가 증가하는 변화이다.

산화는 산소를 얻거나, 수소를 잃거나, 전자를 잃는 변화이고 그 결과 원자의 산화수가 커진다.

반대로 수소와 화합하는 것, 산소를 잃는 것, 전자를 얻는 것은 모두 환원에 해당한다.

문제 20
도시 폐수처리 계통도의 처리 순서가 가장 적합하게 나열된 것은?
1유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수
2유입수 → 염소소독조 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 유출수
3유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 최종침전지 → 염소소독조 → 포기조 → 유출수
4유입수 → 1차침전지 → 침사지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수
정답 및 해설

도시 폐수처리의 일반적인 순서는 유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수이다.

먼저 침사지에서 모래·자갈 같은 큰 입자를 제거하고 1차침전지에서 침전 가능한 고형물을 가라앉힌 뒤, 포기조의 생물학적 처리를 거쳐 최종침전지에서 슬러지를 분리하고 마지막으로 소독 후 방류하는 흐름이 표준적인 처리 순서다.

소독은 처리가 끝난 물에 하는 마지막 단계이므로 앞쪽에 놓이거나, 침사지보다 1차침전지가 먼저 오는 배열은 맞지 않는다.

문제 21
A폐수를 활성탄을 이용하여 흡착법으로 처리하고자한다. 폐수 내 오염물질의 농도를 30mg/L에서 10mg/L로 줄이는데 필요한 활성탄의 양은? (단, X=M+KC1/n 사용, K=0.5, n=1)
13.0 mg/L
23.3 mg/L
34.0 mg/L
44.6 mg/L
정답 및 해설

오염물질 농도를 30mg/L에서 10mg/L로 낮추는 데 필요한 활성탄 양은 약 4.0 mg/L이다.

프로인들리히 등온식 XM=KC1/n\dfrac{X}{M} = KC^{1/n}에서 K=0.5, n=1K=0.5,\ n=1이고 처리 후 농도가 C=10C=10이므로 XM=0.5×10=5\dfrac{X}{M} = 0.5 \times 10 = 5이다.

흡착된 오염물질량은 X=30−10=20 mg/LX = 30 - 10 = 20\,\mathrm{mg/L}이므로 M=205=4.0 mg/LM = \dfrac{20}{5} = 4.0\,\mathrm{mg/L}가 된다.

문제 22
다음 중 6가크롬(Cr+6)함유 폐수를 처리하기 위한 가장 적합한방법은?
1아말감법
2환원침전법
3오존산화법
4충격법
정답 및 해설

6가크롬(Cr⁶⁺) 함유 폐수를 처리하는 가장 적합한 방법은 환원침전법이다.

6가크롬은 이온 상태로 물에 잘 녹아 그대로는 침전이 어려우므로, 먼저 환원제로 3가크롬(Cr³⁺)으로 환원시킨 다음 알칼리를 가해 수산화물 형태로 침전시켜 제거한다.

문제 23
농도를 알 수 없는 염산 50mL를 완전히 중화시키는데 0.4N 수산화나트륨 25mL가 소모 되었다. 이 염산의 농도는?
10.2N
20.4N
30.6N
40.8N
정답 및 해설

이 염산의 농도는 0.2N이다.

중화 반응에서는 N1V1=N2V2N_1V_1 = N_2V_2가 성립하므로 NHCl×50 mL=0.4 N×25 mLN_{\mathrm{HCl}} \times 50\,\mathrm{mL} = 0.4\,\mathrm{N} \times 25\,\mathrm{mL}이다.

이를 풀면 NHCl=0.4×2550=0.2 NN_{\mathrm{HCl}} = \dfrac{0.4 \times 25}{50} = 0.2\,\mathrm{N}이 된다.

문제 24
지하수 수질 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1유속이 느린 편이다.
2국지적인 환경조건의 영향을 받지 않는다.
3세균의 의한 유기물분해가 주된 생물작용이다.
4연중 수온이 거의 일정하다.
정답 및 해설

지하수 수질 특성으로 보기 어려운 것은 국지적인 환경조건의 영향을 받지 않는다는 부분이다.

지하수는 오히려 지나는 지층의 성분·구조 같은 국지적 지질 조건의 영향을 크게 받아 수질이 지역마다 달라진다.

유속이 느리고 연중 수온이 거의 일정하며 세균에 의한 유기물 분해가 주된 생물작용이라는 설명은 지하수의 일반적인 특성과 일치한다.

문제 25
A폐수의 산성 100℃에서 과망간산칼륨에 의한 화학적 산소 요구량 측정 실험의 결과가 다음과 같을 때 COD 값은 얼마인가? (단, 0.025N-KMnO4 역가는 1.001이다.)
121.5 mg/L
250.5 mg/L
3107.6 mg/L
4200.2 mg/L
문제 26
폐수처리에 이용되는 미생물의 구분 중 다음 ( ) 안에 가장 적합한 것은?
1자산성
2호기성
3혐기성
4통기성
문제 27
다음 중 해양오염 현상으로 거리가 먼 것은?
1적조
2부영양화
3용존산소과포화
4온열배수유입
정답 및 해설

해양오염 현상으로 보기 어려운 것은 용존산소 과포화이다.

적조·부영양화·온배수 유입은 영양염류나 열 부하 증가로 인한 대표적인 해양오염 현상이지만, 오염이 진행되면 유기물 분해와 수온 상승으로 오히려 용존산소가 감소하는 것이 일반적이라 과포화는 해양오염을 나타내는 현상으로 보기 어렵다.

문제 28
물 속에서 침강하고 있는 입자에 스토크스(Stokes)의 법칙이 적용된다면 입자의 침강속도에 가장 큰 영향을 주는 변화 인자는?
1입자의밀도
2물의밀도
3물의 점도
4입자의 직경
정답 및 해설

스토크스 법칙에서 입자의 침강속도에 가장 큰 영향을 주는 인자는 입자의 직경이다.

v=g(ρp−ρw)d218μv = \dfrac{g(\rho_p - \rho_w)d^2}{18\mu}에서 입자밀도·물의 밀도·점도는 1차항으로 작용하지만 직경 dd는 제곱으로 작용하므로, 직경이 조금만 변해도 침강속도에 미치는 영향이 가장 크다.

문제 29
무기성 부유물질, 자갈, 모래, 뼈 등 토사류를 제거하여 기계장치 및 배관의 손상이나 막힘을 방지하는 시설로 가장 적합한 것은?
1침전지
2침사지
3조정조
4부상조
정답 및 해설

모래·자갈·뼈 같은 무기성 토사류를 제거해 후속 기계장치와 배관의 손상·막힘을 막는 시설은 침사지이다.

침전지는 유기성 고형물을 가라앉히는 시설이고 조정조는 수량·수질을 균등화하는 시설이며 부상조는 비중이 작은 물질을 띄워 제거하는 시설이라, 토사류 제거를 목적으로 하는 침사지와는 역할이 다르다.

문제 30
물 분자가 극성을 가지는 이유로 가장 적합한 것은?
1산소와 수소의 원자량의 차
2산소와 수소의 전기음성도의 차
3산소와 수소의 끓는점의 차
4산소와 수소의 온도 변화에 따른 밀도의 차
정답 및 해설

물 분자가 극성을 띠는 주된 이유는 산소와 수소의 전기음성도 차이이다.

전기음성도가 큰 산소가 공유전자쌍을 강하게 끌어당겨 산소 쪽은 부분적으로 음전하를, 수소 쪽은 부분적으로 양전하를 띠게 되며, 여기에 굽은 분자 구조가 맞물려 전체적으로 쌍극자모멘트가 생긴다.

문제 31
폐수를 화학적으로 산화 처리할 때 사용되는 오존처리에 대한 설명으로 옳은 것은?
1생물학적 분해불가능 유기물 처리에도 적용할 수 있다.
22차 오염물질인 트리할로메탄을 생성한다.
3별도 장치가 필요 없어 유지비가 적다.
4색과 냄새 유발성분은 제거할 수 없다.
정답 및 해설

오존은 난분해성(생물학적으로 분해되지 않는) 유기물질도 산화시켜 처리할 수 있다는 것이 오존처리의 핵심 특징이다.

오존은 강력한 산화력을 지녀 활성슬러지법 등 생물학적 처리로는 제거되지 않는 유기물까지 분해할 수 있다.

  • 트리할로메탄(THM)은 주로 염소 소독 과정에서 생성되는 물질로, 오존처리의 부산물이 아니다.
  • 오존을 발생시키려면 별도의 오존 발생장치가 필요하며 전력 소모가 커 유지비가 높은 편이다.
  • 오존은 강한 산화력으로 색도와 냄새 유발 성분도 효과적으로 제거한다.
문제 32
다음 중 수중의 알칼리도를 ppm 단위로 나타낼 때 기준이 되는 물질은?
1Ca(OH)2
2CH3OH
3CaCO3
4HCl
정답 및 해설

수중의 알칼리도는 탄산칼슘(CaCO₃) 환산량(ppm)으로 표시하는 것이 관례이다.

알칼리도는 산을 중화시키는 능력을 나타내는 지표로, 서로 다른 알칼리성 물질(수산화물·탄산염·중탄산염 등)의 양을 하나의 공통 기준으로 비교하기 위해 CaCO3\mathrm{CaCO_3} 당량으로 환산하여 나타낸다.

문제 33
혐기성조/호기성조의 과정을 거치면서 질소 제거는 고려되지 않지만 하 · 폐수 내의 유기물 산화와 생물학적으로 인(P)을 제거하는 공법으로 적합한 것은?
1A/O 공법
2A2/O 공법
3S/L 공법
44단계 Bardenpho 공법
정답 및 해설

혐기조-호기조를 거치며 질소 제거는 고려하지 않고 인만 제거하는 공법은 A/O 공법이다.

A/O(Anaerobic/Oxic) 공법은 혐기조에서 인 방출, 호기조에서 유기물 산화와 함께 인의 과잉섭취를 유도해 슬러지와 함께 인을 제거하는 방식으로, 질산화·탈질을 위한 무산소조가 없어 질소 제거는 기대하기 어렵다.

  • 무산소조를 추가해 질소까지 함께 제거하도록 확장한 공법이 별도로 존재한다(질소·인 동시 제거형).
  • 여러 반응조를 조합해 질소와 인을 모두 제거하는 고도처리 공법도 별도로 있다.
문제 34
박테리아의 경험식은 C5H7O2N 이다. 이 3kg의 박테리아를 완전히 산화시키려면 몇 kg의 산소가 필요한가? ( 단, 질소는 모두 암모니아로 무기화 된다.)
14.25
23.47
32.14
41.42
정답 및 해설

박테리아 3kg을 완전 산화시키는 데 필요한 산소량은 약 4.25kg이다.

박테리아의 경험식 C5H7O2N\mathrm{C_5H_7O_2N}이 완전히 산화되어 이산화탄소, 물, 암모니아로 전환되는 반응식은 다음과 같다.

C5H7O2N+5O2→5CO2+2H2O+NH3\mathrm{C_5H_7O_2N + 5O_2 \rightarrow 5CO_2 + 2H_2O + NH_3}

분자량은 C5H7O2N=113\mathrm{C_5H_7O_2N} = 113, 필요 산소량은 5×32=1605 \times 32 = 160이므로, 박테리아 3kg에 필요한 산소량은 3×160113≈4.25 kg3 \times \dfrac{160}{113} \approx 4.25\ \mathrm{kg}이다.

문제 35
여과지 운전중에 발생하는 주요 문제점과 거리가 먼 것은?
1진흙 덩어리의 축적
2모래층에 공기 기포를 생성
3여재층의 수축
4슬러지벌킹 발생
정답 및 해설

슬러지 벌킹은 여과지가 아니라 활성슬러지 공정(포기조)에서 발생하는 문제이므로 여과지 운전 중 발생하는 문제점과는 거리가 멀다.

여과지 운전 중에는 여재 표면에 진흙(머드볼) 덩어리가 쌓이거나, 역세척 과정에서 모래층에 공기가 갇혀 기포가 생기거나, 여재층이 눌려 수축하는 등의 문제가 나타날 수 있다.

반면 슬러지 벌킹은 사상균 과다증식 등으로 활성슬러지의 침강성이 나빠지는 현상으로, 여과 공정과는 별개의 문제이다.

문제 36
다음 보기에서 설명하는 소각로 형식은?
1다단로
2회전로
3유동상 소각로
4화격자 소각로
문제 37
폐기물의 안정화에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1폐기물의 물리적 성질을 변화시켜 취급하기 쉬운 물질을 만든다.
2오염물질의 손실과 전달이 발생할 수 있는 표면적을 감소 시킨다.
3폐기물내 오염물질의 용존성 및 용해성을 증가시킨다.
4오염물질의 독성을 감소시킨다.
정답 및 해설

폐기물 안정화는 오염물질의 용존성·용해성을 감소시키는 처리이므로 이를 증가시킨다는 설명은 틀렸다.

안정화는 폐기물의 물리적 형태를 다루기 쉽게 바꾸고, 오염물질이 외부로 노출되는 표면적을 줄이며, 독성을 낮춰 환경으로의 유출 가능성을 최소화하는 처리 공정이다.

이 과정에서 오염물질의 용해도와 이동성은 낮아지는 방향으로 작용해야 안정화의 목적에 부합한다.

문제 38
폐기물 고체연료(RDF)의 구비조건으로 틀린 것은?
1함수율이 높을 것
2열량이 높을 것
3대기 오염이 적을 것
4성분 배합률이 균일할 것
정답 및 해설

RDF(폐기물 고체연료)는 함수율이 낮아야 한다는 것이 구비조건이므로, 함수율이 높아야 한다는 설명은 틀렸다.

함수율이 높으면 연소 시 발열량이 떨어지고 연소 효율이 나빠지므로, RDF는 건조 과정을 거쳐 수분을 낮춘 상태로 제조한다.

반대로 열량이 높고, 연소 시 대기오염물질 배출이 적으며, 성분 배합이 균일한 것은 양질의 RDF가 갖춰야 할 조건이다.

문제 39
밀도 0.9톤/m3,부피 1,000m3의 쓰레기를 적재유효용량이 13톤인 차량으로 이 쓰레기를 동시에 운반하고자 한다면 몇 대의 차량이 필요한가?
168대
270대
372대
475대
정답 및 해설

이 쓰레기를 운반하는 데 필요한 차량은 70대이다.

쓰레기 총중량은 0.9 ton/m3×1,000 m3=900 ton0.9\ \mathrm{ton/m^3} \times 1{,}000\ \mathrm{m^3} = 900\ \mathrm{ton}이다.

필요 차량 대수는 90013≈69.2\dfrac{900}{13} \approx 69.2대이며, 남는 양을 실을 차량이 추가로 있어야 하므로 올림하여 70대가 필요하다.

문제 40
함수율이 97%인 슬러지 3850m3를 농축하여 함수율 94%로 낮추었을 때 슬러지의 부피는? (단, 슬러지 비중은 1.0이다.)
11800m3
21925m3
32200m3
42400m3
정답 및 해설

함수율 94%로 농축된 슬러지의 부피는 1,925m³이다.

농축 전후 슬러지 속 고형물의 양은 변하지 않으므로, V1(1−W1)=V2(1−W2)V_1(1-W_1) = V_2(1-W_2) 관계가 성립한다.

3,850×(1−0.97)=V2×(1−0.94)3{,}850 \times (1-0.97) = V_2 \times (1-0.94)이므로 V2=3,850×0.030.06=1,925 m3V_2 = 3{,}850 \times \dfrac{0.03}{0.06} = 1{,}925\ \mathrm{m^3}이다.

문제 41
슬러지 농축의 장점으로 가장 거리가 먼 것은?
1후속 처리시설인 소화조의 부피를 감소시킬 수 있다.
2슬러지 탈수시설의 규모가 작아지므로 슬러지 처리비용이 절감된다.
3슬러지 개량에 소요되는 약품의 종류를 줄일 수 있다.
4슬러지의 부피가 감소되므로 슬러지 수송의 경우 수송관과 펌프의 용량이 작아도 가능하다.
정답 및 해설

슬러지 개량(약품 처리)에 필요한 약품의 종류를 줄이는 것은 농축의 직접적인 장점이 아니다.

슬러지 농축은 부피를 줄여 이후 소화조의 용량을 작게 만들고, 탈수시설 규모와 처리비용을 절감하며, 슬러지 이송에 필요한 관과 펌프의 용량도 작게 설계할 수 있게 해준다.

반면 약품의 종류는 슬러지 성상이나 개량 목적에 따라 결정되는 것이지, 농축 자체로 약품의 가짓수가 줄어드는 것은 아니다.

문제 42
다음 중 적환장 설치할 필요성이 가장 낮은 경우는?
1공기수송 방식을 사용하는 경우
2폐기물 수집에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우
3처분장이 원거리에 있어 도중에 불법 투기의 가능성이 있는 경우
4차분장이 멀리 떨어져 있어 소형 차량에 의한 수송이 비경제적일 경우
정답 및 해설

대형 컨테이너로 폐기물을 수집하는 경우는 적환장 설치의 필요성이 가장 낮은 사례이다.

대형 컨테이너는 별도의 중간 환적 과정 없이도 많은 양의 폐기물을 처분지까지 직접 운반할 수 있어, 소형 차량의 적재물을 큰 차량으로 옮겨 싣는 적환장의 역할이 상대적으로 덜 요구된다.

반면 처분장이 원거리에 있어 소형 차량 수송이 비경제적이거나 불법투기 우려가 있는 경우는 적환장을 두어 대형 차량으로 환적함으로써 수송 효율을 높이고 문제를 예방할 필요성이 커지는 대표적인 사례이다. 공기수송 방식 역시 수송관을 통해 모인 폐기물을 한곳에서 옮겨 싣는 지점이 필요하므로 적환장이 요구되는 경우로 분류된다.

문제 43
슬러지의 탈수 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1belt press
2screw ion press
3filter press
4vacuum filtration
정답 및 해설

벨트프레스·필터프레스·진공여과는 모두 슬러지의 대표적인 기계적 탈수 방법이지만, 나머지 하나는 탈수설비를 가리키는 명칭이 아니다.

belt press(벨트프레스)는 두 장의 여과포 벨트 사이에 슬러지를 넣고 눌러 짜내는 방식이고, filter press(필터프레스)는 여과판 사이에 슬러지를 채운 뒤 높은 압력을 가해 물을 빼내는 방식이며, vacuum filtration(진공여과)은 여과매체 안쪽을 진공으로 만들어 수분을 흡인 제거하는 방식이다.

세 가지는 실제 하·폐수 처리장의 슬러지 탈수 공정에서 널리 쓰이는 방법인 반면, 보기에 함께 제시된 나머지 하나는 이러한 탈수 공정의 명칭으로 쓰이지 않으므로 탈수 방법과 가장 거리가 멀다.

문제 44
폐기물 파쇄에 관한 다음 설명 중 가장 거리가 먼 것은?
1전단식 파쇄기는 고정칼이나 왕복칼 또는 회전칼을 이용하여 폐기물을 절단한다.
2충격식 파쇄기는 대량 처리가 가능하다.
3충격식 파쇄기는 연성이 있는 물질에는 부적합한 편이다.
4전단식 파쇄기는 유리나 목질류 등을 파쇄하는데 이용되며, 해머밀은 대표적인 전단식 파쇄기에 해당한다.
정답 및 해설

해머밀(hammer mill)은 전단식이 아니라 충격식 파쇄기의 대표적인 예이므로 이 설명은 틀렸다.

전단식 파쇄기는 고정칼·왕복칼·회전칼 등으로 폐기물을 절단하는 방식이며 유리나 목질류처럼 전단에 유리한 재료의 파쇄에 적합하다.

반면 해머밀은 회전하는 해머로 폐기물을 때려 파쇄하는 충격식 파쇄기이며, 충격식은 대량 처리에 유리하지만 연성이 있는 물질에는 상대적으로 부적합하다.

문제 45
일반적인 메탄가스의 성질로 가장 적합한 것은?
1무색, 악취, 가연성
2무색, 무취, 가연성
3황색, 악취, 불연성
4황색, 무취, 불연성
정답 및 해설

메탄가스는 무색·무취이며 가연성 기체라는 것이 일반적인 성질이다.

매립가스의 주성분인 메탄(CH₄)은 색과 냄새가 없고 공기보다 가벼우며, 일정 농도 범위에서 쉽게 연소·폭발할 수 있는 가연성 물질이다.

문제 46
폐기물의 자원화와 가장 관계가 먼 것은?
1RDF
2Pyrolysis
3Land Fill
4Composting
정답 및 해설

매립(Land Fill)은 폐기물을 자원화하는 방법이 아니라 최종 처분 방법이다.

RDF(고형연료화), 열분해(Pyrolysis), 퇴비화(Composting)는 모두 폐기물에서 에너지나 유용한 물질을 회수하는 자원화 기술에 해당한다.

반면 매립은 폐기물을 땅에 묻어 처리를 종결하는 방식으로, 자원 회수와는 성격이 다르다.

문제 47
유기물을 완전연소시키기 위한 폐기물의 연소성능 필요 조건 항목(3T)으로 가장 거리가 먼 것은?
1온도
2기압
3체류시간
4혼합
정답 및 해설

폐기물 연소의 3T는 온도(Temperature)·체류시간(Time)·혼합(Turbulence)이며, 기압은 여기에 포함되지 않는다.

완전연소를 위해서는 충분히 높은 온도, 연소가스가 충분히 머무는 체류시간, 연료와 공기가 잘 섞이는 혼합(교반)이 필요하며, 이 세 요소를 3T라 부른다.

문제 48
쓰레기 수거시 수거 작업간의 노동력을 비교하기 위하여 사용하는 MHT를 가장 옳게 설명한 것은?
1작업자 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는데 소요되는 총시간
2쓰레기 1톤을 1시간 동안 수거하는게 필요한 작업자 수
3작업자 1인이 1시간 동안 수거할 수 있는 쓰레기 총량
4쓰레기 1톤을 1시간 동안 수거할 때 총 수거효율
정답 및 해설

MHT(Man-Hour per Ton)는 작업자 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는 데 걸리는 총 시간을 뜻한다.

MHT는 수거 인력의 작업 효율(노동력)을 비교하는 지표로, 이 값이 작을수록 적은 인력·시간으로 같은 양의 쓰레기를 수거할 수 있어 효율이 높다고 평가한다.

문제 49
폐기물 매립지 입지 선정시 적격 기준항목으로 거리가 먼 것은?
1토지 : 주민 밀집 지역인 곳
2토양: 주변 토양 복토재 사용 가능성 있는 곳
3지형 및 지질 : 경제성 있는 매립용량 확보 가능한 곳
4수문 : 강우배제 침출수 발생 제어가 용이 한 곳
정답 및 해설

주민이 밀집한 지역은 매립지 입지로 적합하지 않은 조건이다.

매립지는 주거지와 충분히 이격되어 악취·침출수·교통 등으로 인한 주민 피해를 최소화할 수 있는 곳이어야 하므로, 주민 밀집 지역은 오히려 피해야 할 입지이다.

복토재 확보가 쉬운 토양, 경제적인 매립용량을 확보할 수 있는 지형·지질, 침출수 발생과 강우 유입을 제어하기 쉬운 수문 조건은 매립지 입지의 적격 기준에 해당한다.

문제 50
발열량이 800kcal/kg인 폐기물을 하루에 6톤씩 소각한다. 소각로 연소실의 용적이 125m3이고, 1일 운전시간이 8시간 이면 연소실의 열 발생률은?
13,600 kcal/m3·hr
24,000 kcal/m3·hr
34,400 kcal/m3·hr
44,800 kcal/m3·hr
정답 및 해설

이 소각로 연소실의 열발생률은 약 4,800kcal/m³·hr이다.

하루 발생 열량은 800 kcal/kg×6,000 kg=4,800,000 kcal800\ \mathrm{kcal/kg} \times 6{,}000\ \mathrm{kg} = 4{,}800{,}000\ \mathrm{kcal}이다.

연소실 용적과 운전시간의 곱은 125 m3×8 hr=1,000 m3⋅hr125\ \mathrm{m^3} \times 8\ \mathrm{hr} = 1{,}000\ \mathrm{m^3 \cdot hr}이므로, 열발생률은 4,800,0001,000=4,800 kcal/m3⋅hr\dfrac{4{,}800{,}000}{1{,}000} = 4{,}800\ \mathrm{kcal/m^3 \cdot hr}이다.

문제 51
폐기물 오염을 측정하기 위한 시료의 축소 방법으로 거리가 먼 것은?
1구획법
2교호삽법
3사등분법
4원추사분법
정답 및 해설

폐기물 시료의 축소 방법으로 대표적인 것은 구획법·교호삽법·원추사분법이며, '사등분법'은 이 축소 방법의 정식 명칭에 해당하지 않는다.

구획법은 시료를 일정한 구획으로 나누어 채취하는 방법이고, 교호삽법은 삽으로 시료를 교대로 떠서 나누는 방법이며, 원추사분법은 시료를 원뿔 모양으로 쌓은 뒤 4등분하여 필요한 양만 남기는 방법이다.

문제 52
퇴비화가 진행되었을 때 나타나는 특징으로 거리가 먼 것은?
1병원균이 사멸되어 거의 없다.
2수분 보유능력과 양이온 교환능역이 낮아진다.
3C/N 비가 10~20 정도로 낮아진다.
4악취가 거의 없고 안정화된다.
정답 및 해설

퇴비화가 진행되면 수분 보유능력과 양이온 교환능력은 오히려 높아진다.

퇴비화가 충분히 진행되면 병원균은 발효열 등으로 대부분 사멸하고, 탄질비(C/N비)는 10~20 정도로 낮아지며, 악취가 거의 없이 안정된 상태가 된다.

이 과정에서 유기물이 부식질(humus)로 전환되면서 수분 보유능력과 양이온 교환능력은 미숙 퇴비보다 향상되므로, 낮아진다는 설명은 틀렸다.

문제 53
통상적으로 소각로의 설계기준이 되는 진발열량을 의미하는 것은?
1고위발열량
2저위발열량
3고위발열량과 저위발열량의 기하평균
4고위발열량과 저위발열량의 산술평균
정답 및 해설

소각로 설계 기준이 되는 발열량은 저위발열량(진발열량)이다.

고위발열량은 연소로 생성된 수분이 응축되며 방출하는 잠열까지 포함한 값이지만, 실제 소각로 배기가스에서는 수분이 수증기 상태로 배출되어 이 잠열을 이용할 수 없다.

따라서 실제 이용 가능한 열량인 저위발열량을 기준으로 소각로를 설계한다.

문제 54
지하수 상 ·하루 두 지점의 수두차가 4m, 두 지점 사이의 수평거리가 500m, 투수계수가 20m/일 이면, 투수단면적 200m2의 지하수 유입량은? (단, Q = KA△h/△L이다.)
15m3/일
210m3/일
316m3/일
432m3/일
정답 및 해설

이 조건에서 지하수 유입량은 32m³/일이다.

다르시(Darcy) 법칙 Q=KAΔhΔLQ = KA\dfrac{\Delta h}{\Delta L}에 주어진 값을 대입하면 된다.

Q=20 m/day×200 m2×4500=32 m3/dayQ = 20\ \mathrm{m/day} \times 200\ \mathrm{m^2} \times \dfrac{4}{500} = 32\ \mathrm{m^3/day}이다.

문제 55
수분함량이 25%인 쓰레기를 건조시켜 수분함량이 5%인 쓰레기가 되도록 하려면 쓰레기 1톤당 증발시켜야 하는 수분량은 약 얼마인가? (단, 쓰레기 비중은 1.0으로 가정함)
140kg
2129kg
3175kg
4210kg
정답 및 해설

수분함량 25%에서 5%로 건조시키기 위해 증발시켜야 하는 수분량은 쓰레기 1톤당 약 210kg이다.

건조 전후로 고형분(건조물)의 양은 변하지 않으므로, 초기 1,000kg 중 고형분은 1,000×(1−0.25)=750 kg1{,}000 \times (1-0.25) = 750\ \mathrm{kg}이다.

건조 후 수분함량이 5%가 되려면 전체 질량은 7501−0.05≈789.5 kg\dfrac{750}{1-0.05} \approx 789.5\ \mathrm{kg}이 되어야 하므로, 증발시켜야 할 수분량은 1,000−789.5≈210 kg1{,}000 - 789.5 \approx 210\ \mathrm{kg}이다.

문제 56
진동 감각에 대한 인간의 느낌을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
1진동수 및 상대적인 변위에 따라 느낌이 다르다.
2수직 진동은 주파수 4~8Hz에서 가장 민감하다.
3수평 진동은 주파수 1~2Hz에서 가장 민감하다.
4인간이 느끼는 진동가속도의 범위는 0.01~10Gal이다.
정답 및 해설

인간이 느끼는 진동가속도의 범위는 일반적으로 0.01~10m/s²(=1~1,000Gal) 정도로 제시되므로, 0.01~10Gal이라는 서술은 옳지 않다.

Gal은 cm/s²에 해당하는 단위(1Gal = 0.01m/s²)이므로, 보기의 수치는 통상 알려진 인체 감각 범위보다 100배 작게 표기된 셈이다.

한편 진동은 진동수와 상대적인 변위(진폭)에 따라 인체가 느끼는 정도가 달라지며, 수직 진동은 주파수 4~8Hz 부근에서, 수평 진동은 1~2Hz 부근에서 가장 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다.

문제 57
다음 중 소음레벨에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1변동하는 소음의 에너지 평균값으로 어떤 시간대에서 변동하는 소음 에너지를 같은 시간 동안의 정상소음 에너지로 치환한 값이다.
2소음에 의해 대화에서 방해되는 정도를 표현하기 위해 사용한다.
3소음계의 주파수 보정 회로를 A에 놓고 측정하였을 때의 지시값을 말한다.
4항공기에 의해 어느 지역에 장시간 동안 노출되는 소음을 평가하는 척도이다.
정답 및 해설

소음레벨은 소음계의 주파수 보정 회로를 A특성에 놓고 측정한 지시값을 말한다.

변동하는 소음 에너지를 같은 시간 동안의 정상소음 에너지로 환산한 값은 등가소음레벨(Leq)이고, 대화 방해 정도를 나타내는 지표는 회화(음성)방해레벨이며, 항공기 소음처럼 장시간 노출을 평가하는 척도는 별도의 항공기 소음 평가지수로 구분된다.

이들과 달리 인체의 청감 특성에 가깝게 보정한 A특성 측정값을 소음레벨이라 부른다.

문제 58
주파수가 100Hz, 속도가 20m/s인 파동의 파장은?
10.2m
20.5m
32.0m
45.0m
정답 및 해설

이 파동의 파장은 0.2m이다.

파장은 속도를 주파수로 나눈 값이므로 λ=vf=20 m/s100 Hz=0.2 m\lambda = \dfrac{v}{f} = \dfrac{20\ \mathrm{m/s}}{100\ \mathrm{Hz}} = 0.2\ \mathrm{m}이다.

문제 59
어느 벽체의 입사음의 세기가 10-2W/m2이고, 투과음의 세기가 10-4W/m2이었다. 이 벽체의 투과율과 투과손실은?
1투과율=10-2, 투과손실=20dB
2투과율=10-2, 투과손실=40dB
3투과율=102, 투과손실=20dB
4투과율=102, 투과손실=40dB
정답 및 해설

이 벽체의 투과율은 10−210^{-2}, 투과손실은 20dB이다.

투과율은 투과음의 세기를 입사음의 세기로 나눈 값이므로 τ=10−410−2=10−2\tau = \dfrac{10^{-4}}{10^{-2}} = 10^{-2}이다.

투과손실은 TL=10log⁡1τ=10log⁡(102)=20 dBTL = 10\log\dfrac{1}{\tau} = 10\log(10^{2}) = 20\ \mathrm{dB}로 계산된다.

문제 60
1000Hz에서 정상적인 성인의 귀로 가청할 수 있는 최소 음압실효치는?
12×10-5N/m2
25×10-5N/m2
32×10-12N/m2
45×10-12N/m2
정답 및 해설

1,000Hz에서 정상 성인이 들을 수 있는 최소 음압실효치는 2×10−5 N/m22\times10^{-5}\ \mathrm{N/m^2}이다.

이 값은 인간의 청각 최소가청한계(0dB 기준음압)로 정한 국제표준 기준음압이며, 소음레벨(dB)을 계산할 때 기준값으로 사용된다.

환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
09년 2회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
다음 보기와 같은 특성을 가진 대기오염 물질은?
1H2S
2NH3
3NOx
4VOCs
문제 2
대기오염으로 인한 지구환경 변화 중 도시지역의 공장, 자동차 증에서 배출되는 고온의 가스와 냉난방시설로부터 배출되는 더운 공기가 상승하면서 주변의 찬 공기가 도시로 유입되어 도시지역의 대기오염물질에 의한 거대한 지붕을 만드는 현상은?
1라니냐 현상
2열섬 현상
3엘니뇨 현상
4오존층 파괴 현상
정답 및 해설

도심의 인공열과 대기오염물질이 쌓여 주변보다 기온이 높은 지붕 모양의 기단을 형성하는 현상은 열섬현상이다.

엘니뇨·라니냐는 해수면 온도 변화에 따른 대규모 해양·대기 순환 현상이고, 오존층 파괴는 성층권 오존 농도 감소 현상이므로 도시의 국지적인 열 축적 현상과는 다르다.

문제 3
다음 중 압력손실이 가장 큰 집진장치는?
1중력집진장치
2전기집진장치
3원심력집진장치
4벤츄리스크러버
정답 및 해설

제시된 집진장치 중 압력손실이 가장 큰 것은 벤츄리스크러버이다.

벤츄리스크러버는 목(throat)부에서 가스를 고속으로 통과시켜 세정액을 미세한 액적으로 부수고 입자와 충돌시키는 방식이라, 이 고속화 과정에서 수백 mmH₂O에 이르는 큰 압력손실이 생긴다.

반면 중력집진장치와 전기집진장치는 수십 mmH₂O 이하, 원심력집진장치도 100mmH₂O 안팎 수준이어서 벤츄리스크러버와는 차이가 크다.

문제 4
다음 보기에서 설명하는 기체에 관한 법칙은?
1보일의 법칙
2새를의 법칙
3헨리의 법칙
4보일 - 샤를의 법칙
문제 5
가스 중의 유해물질 또는 회수가치가 있는 가스를 흡착법으로 이용하고자 할 때, 다음 중 흡착제로 사용할 수 없는 것은?
1활성탄
2알루미나
3실리카켈
4석영
정답 및 해설

제시된 물질 중 흡착제로 사용할 수 없는 것은 석영이다.

활성탄·알루미나·실리카겔은 비표면적이 매우 넓은 다공성 구조를 가져 가스 중 유해물질이나 회수가치 있는 성분을 흡착하는 데 쓰이지만, 석영은 다공성이 없는 치밀한 결정질 광물이라 흡착제로서 기능이 없다.

문제 6
황성분 1%인 중유를 20ton/hr로 연소시킬 때 배출되는 SO2를 석고(CaSO4)로 회수하고자 할 때 회수하는 석고의 양은? (단, 24시간 연속가동하며, 연소율 : 100%. 탈황율: 90%, 원자량 S:32, Ca:40)
15.83 kg/min
26.42 kg/min
312.75 kg/min
414.17 kg/min
정답 및 해설

회수되는 석고(CaSO₄)의 양은 약 12.75 kg/min이다.

중유 중 황 성분은 20,000 kg/hr×0.01=200 kg S/hr20{,}000\,\mathrm{kg/hr} \times 0.01 = 200\,\mathrm{kg\ S/hr}이며, 탈황율 90%가 회수되므로 200×0.9=180 kg S/hr200 \times 0.9 = 180\,\mathrm{kg\ S/hr}이 석고로 전환된다.

S(32)와 CaSO₄(136)의 몰질량 비를 적용하면 180×13632=765 kg/hr180 \times \dfrac{136}{32} = 765\,\mathrm{kg/hr}이고, 분 단위로 바꾸면 76560≈12.75 kg/min\dfrac{765}{60} \approx 12.75\,\mathrm{kg/min}이 된다.

문제 7
사이클론 스크러버에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
1용해성이 좋은 가스에 효과적이다.
2사이클론의 직경을 크게 하면 효율이 증가한다.
3대용량 가스처리가 가능하다.
4비교적 구조가 간단하다.
정답 및 해설

사이클론 스크러버에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 직경을 크게 하면 효율이 증가한다는 부분이다.

원심력집진의 원리상 직경이 작을수록 회전반경이 줄어 원심력이 커지므로 오히려 직경이 작을수록 집진효율이 높아진다.

용해성이 좋은 가스에 효과적이고 대용량 가스처리가 가능하며 구조가 비교적 간단하다는 설명은 사이클론 스크러버의 일반적인 특징과 일치한다.

문제 8
다음 중 폐에서 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈을 형성하는 물질은?
1암모니아
2황화수소
3과산화수소
4일산화탄소
정답 및 해설

폐포에서 헤모글로빈과 결합해 카르복시헤모글로빈(COHb)을 형성하는 물질은 일산화탄소이다.

일산화탄소는 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 훨씬 강해 산소 운반을 방해하며, 암모니아·황화수소·과산화수소는 각각 다른 기전으로 독성을 나타낼 뿐 헤모글로빈과 결합해 COHb를 만들지는 않는다.

문제 9
유해가스 측정을 위한 시료 재취 방법을 틀린 것은?
1시료 재취관은 배출가스 등에 의해 부식되지 않는 재질의 관을 사용한다.
2시료 재취관은 굴뚝 벽에 최대한 닿도록 끼워 넣는다.
3가스 중에 먼지가 혼입되는 것을 방지하기 위하여 시료 재취관에 여과재를 넣어 둔다.
4시료채취 위치는 가스의 유속이 현저하게 변화하지 않고 수분이 적은 곳으로 한다.
정답 및 해설

시료채취 방법 설명 중 옳지 않은 것은 채취관을 굴뚝 벽에 최대한 닿도록 끼워 넣는다는 부분이다.

굴뚝 벽면 가까이는 유속이 느려지고 벽면 부착물이 섞이기 쉬우므로, 채취관은 벽에 닿지 않게 하고 유속이 고른 굴뚝 중심부 쪽까지 삽입해야 대표성 있는 시료를 얻을 수 있다.

부식되지 않는 재질을 쓰고 먼지 유입을 막기 위해 여과재를 두며, 유속 변화가 적고 수분이 적은 지점을 채취 위치로 선정한다는 설명은 올바른 채취 원칙이다.

문제 10
A중유 연소 가열로의 연소 배출가스를 분석 하였더니 용량비로써 질소: 80%, 탄산가스: 12%, 산소: 8%의 결과치를 얻었다. 이 때 공기비는?
1약 1.6
2약 1.4
3약 1.2
4약 1.1
정답 및 해설

이 배출가스 조성에서 공기비는 약 1.6이다.

완전연소(CO 없음) 조건의 오르자트 분석 결과에서 공기비는 m=N2N2−3.76 O2m = \dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2} - 3.76\,\mathrm{O_2}}로 구한다.

수치를 대입하면 m=8080−3.76×8=8049.92≈1.6m = \dfrac{80}{80 - 3.76 \times 8} = \dfrac{80}{49.92} \approx 1.6이 된다.

문제 11
탄소 6kg을 완전 연소하기 위해 필요한 이론공기량은? (단, 표준상태 기준)
111.2 Sm3
222.4 Sm3
353.3 Sm3
4106.7Sm3
정답 및 해설

탄소 6kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 53.3 Sm³이다.

연소반응 C+O2→CO2\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}에서 탄소 12kg(1kmol)마다 산소 1kmol, 즉 22.4Sm³이 필요하므로 탄소 6kg에는 612×22.4=11.2 Sm3\dfrac{6}{12} \times 22.4 = 11.2\,\mathrm{Sm^3}의 산소가 필요하다.

공기 중 산소의 부피비 21%를 적용하면 이론공기량은 11.20.21≈53.3 Sm3\dfrac{11.2}{0.21} \approx 53.3\,\mathrm{Sm^3}이다.

문제 12
액체 프로판(C3H8) 100kg을 기화시켰을 때 표준상태에서 부피는?
144.0 Sm3
247.3 Sm3
350.9 Sm3
453.7 Sm3
정답 및 해설

프로판(C3H8\mathrm{C_3H_8}) 100kg을 표준상태에서 기화시켰을 때 부피는 약 50.9 Sm³이다.

프로판의 분자량은 44이므로 몰수는 10044≈2.2727 kmol\dfrac{100}{44} \approx 2.2727\,\mathrm{kmol}이다.

표준상태에서 기체 1kmol의 부피 22.4Sm³을 곱하면 2.2727×22.4≈50.9 Sm32.2727 \times 22.4 \approx 50.9\,\mathrm{Sm^3}이 된다.

문제 13
자동차 배기구에서 배출되는 유해성분으로 가장 거리가 먼 것은?
1NOx
2CO
3HC
4O3
정답 및 해설

자동차 배기구에서 직접 배출되는 성분과 거리가 먼 것은 오존(O₃)이다.

NOx·CO·HC는 연소 과정에서 배기가스에 직접 포함되어 배출되지만, 오존은 이렇게 배출된 NOx와 HC가 대기 중 햇빛과 반응해 2차적으로 생성되는 광화학 반응 생성물이라 배기구에서 직접 배출되는 물질이 아니다.

문제 14
다음 여과집진장치의 탈진방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1진동형
2세정형
3역기류형
4pulse jet형
정답 및 해설

여과집진장치의 탈진방법으로 보기 어려운 것은 세정형이다.

진동형·역기류형·pulse jet형은 모두 여과포에 쌓인 먼지를 털어내는 대표적인 탈진 방식이지만, 세정형은 액적으로 먼지를 씻어내는 습식 세정집진장치의 원리라 여과포 탈진 방식으로 분류되지 않는다.

문제 15
충전탑(packed tower)에서 충전물의 구비조건으로 틀린 것은?
1단위용적에 대한 표면적이 커야 한다.
2공극률이 크며, 압력손실이 작아야 한다.
3액의 홀드업(hold up)이 커야 한다.
4마찰저항이 작아야 한다
정답 및 해설

충전탑 충전물의 구비조건으로 옳지 않은 것은 액의 홀드업(hold up)이 커야 한다는 부분이다.

홀드업은 충전물 내에 머무르는 액체의 양을 뜻하며, 이 값이 크면 가스가 지나갈 공간이 줄어 압력손실이 커지므로 충전물은 홀드업이 작아야 바람직하다.

단위 부피당 표면적이 크고 공극률이 크면서 압력손실과 마찰저항이 작아야 한다는 조건은 충전물이 갖추어야 할 올바른 특성이다.

문제 16
지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 것은?
1호수
2하천
3빙설 및 빙하
4지하수
정답 및 해설

지구상의 담수 중 가장 큰 비율을 차지하는 것은 빙설 및 빙하이다.

극지방과 고산지대에 얼어붙은 빙하·만년설 형태로 존재하는 물이 지구 담수의 대부분을 차지하며, 지하수가 그 다음으로 많고 호수·하천은 상대적으로 극히 적은 비중을 차지한다.

문제 17
일반적인 폐수처리공정에서 최적 응집제 투입량을 결정하기 위한 쟈-테스트(jar test)에관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1응집제 투입량 대 상징수의 SS 잔류량을 측정하여 퇴적 응집제 투입량을 결정
2응집제 투입량 대 상징수의 알카리도를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
3응집제 투입량 대 상징수의 용존산소를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
4응집제 투입량 대 상징수의 대장균균수를 측정하여 최적 응집제 투입량을 결정
정답 및 해설

자테스트(jar test)는 응집제 투입량을 달리해 가며 상징수의 잔류 부유물질(SS) 농도를 측정해 최적 응집제 투입량을 결정하는 실험이다.

응집의 목적이 미세 입자를 뭉쳐 가라앉히는 것이므로, 가라앉히고 남은 상징수의 SS가 가장 낮아지는 투입량이 최적점이 된다.

알칼리도·용존산소·대장균수는 응집 효과를 직접 나타내는 지표가 아니므로 최적 투입량 결정 기준으로 쓰이지 않는다.

문제 18
Jar-test를 실시한 결과 pH7.3에서 500mL의 폐수에 0.2% Al2(SO4)3· 18H2O(밀도=1.0g/cm3)용액 20mL를 넣었을 경우 가장 효과가 좋았다면 이 폐수 100m3/day를 처리하기 위해서 소용되는 적정 응집제 투입량(kg/day)은?
18
210
312
414
정답 및 해설

이 조건에서 하루 소요되는 적정 응집제 투입량은 약 8 kg/day이다.

0.2% 용액(밀도 1.0g/cm³) 20mL에 들어 있는 응집제 질량은 20 mL×0.002 g/mL=0.04 g20\,\mathrm{mL} \times 0.002\,\mathrm{g/mL} = 0.04\,\mathrm{g}이고, 이를 폐수 500mL에 넣은 것이므로 농도로 환산하면 0.04 g0.5 L=80 mg/L\dfrac{0.04\,\mathrm{g}}{0.5\,\mathrm{L}} = 80\,\mathrm{mg/L}이다.

이 최적 투입농도를 하루 처리량 100m3\mathrm{m^3}(=100,000L)에 적용하면 80 mg/L×100,000 L=8,000,000 mg=8 kg/day80\,\mathrm{mg/L} \times 100{,}000\,\mathrm{L} = 8{,}000{,}000\,\mathrm{mg} = 8\,\mathrm{kg/day}가 된다.

문제 19
다음 중 산화에 해당하는 것은?
1수소와 화합
2산소를 잃음
3전자를 얻음
4산화수 증가
정답 및 해설

산화에 해당하는 것은 산화수가 증가하는 변화이다.

산화는 산소를 얻거나, 수소를 잃거나, 전자를 잃는 변화이고 그 결과 원자의 산화수가 커진다.

반대로 수소와 화합하는 것, 산소를 잃는 것, 전자를 얻는 것은 모두 환원에 해당한다.

문제 20
도시 폐수처리 계통도의 처리 순서가 가장 적합하게 나열된 것은?
1유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수
2유입수 → 염소소독조 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 유출수
3유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 최종침전지 → 염소소독조 → 포기조 → 유출수
4유입수 → 1차침전지 → 침사지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수
정답 및 해설

도시 폐수처리의 일반적인 순서는 유입수 → 침사지 → 1차침전지 → 포기조 → 최종침전지 → 염소소독조 → 유출수이다.

먼저 침사지에서 모래·자갈 같은 큰 입자를 제거하고 1차침전지에서 침전 가능한 고형물을 가라앉힌 뒤, 포기조의 생물학적 처리를 거쳐 최종침전지에서 슬러지를 분리하고 마지막으로 소독 후 방류하는 흐름이 표준적인 처리 순서다.

소독은 처리가 끝난 물에 하는 마지막 단계이므로 앞쪽에 놓이거나, 침사지보다 1차침전지가 먼저 오는 배열은 맞지 않는다.

문제 21
A폐수를 활성탄을 이용하여 흡착법으로 처리하고자한다. 폐수 내 오염물질의 농도를 30mg/L에서 10mg/L로 줄이는데 필요한 활성탄의 양은? (단, X=M+KC1/n 사용, K=0.5, n=1)
13.0 mg/L
23.3 mg/L
34.0 mg/L
44.6 mg/L
정답 및 해설

오염물질 농도를 30mg/L에서 10mg/L로 낮추는 데 필요한 활성탄 양은 약 4.0 mg/L이다.

프로인들리히 등온식 XM=KC1/n\dfrac{X}{M} = KC^{1/n}에서 K=0.5, n=1K=0.5,\ n=1이고 처리 후 농도가 C=10C=10이므로 XM=0.5×10=5\dfrac{X}{M} = 0.5 \times 10 = 5이다.

흡착된 오염물질량은 X=30−10=20 mg/LX = 30 - 10 = 20\,\mathrm{mg/L}이므로 M=205=4.0 mg/LM = \dfrac{20}{5} = 4.0\,\mathrm{mg/L}가 된다.

문제 22
다음 중 6가크롬(Cr+6)함유 폐수를 처리하기 위한 가장 적합한방법은?
1아말감법
2환원침전법
3오존산화법
4충격법
정답 및 해설

6가크롬(Cr⁶⁺) 함유 폐수를 처리하는 가장 적합한 방법은 환원침전법이다.

6가크롬은 이온 상태로 물에 잘 녹아 그대로는 침전이 어려우므로, 먼저 환원제로 3가크롬(Cr³⁺)으로 환원시킨 다음 알칼리를 가해 수산화물 형태로 침전시켜 제거한다.

문제 23
농도를 알 수 없는 염산 50mL를 완전히 중화시키는데 0.4N 수산화나트륨 25mL가 소모 되었다. 이 염산의 농도는?
10.2N
20.4N
30.6N
40.8N
정답 및 해설

이 염산의 농도는 0.2N이다.

중화 반응에서는 N1V1=N2V2N_1V_1 = N_2V_2가 성립하므로 NHCl×50 mL=0.4 N×25 mLN_{\mathrm{HCl}} \times 50\,\mathrm{mL} = 0.4\,\mathrm{N} \times 25\,\mathrm{mL}이다.

이를 풀면 NHCl=0.4×2550=0.2 NN_{\mathrm{HCl}} = \dfrac{0.4 \times 25}{50} = 0.2\,\mathrm{N}이 된다.

문제 24
지하수 수질 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1유속이 느린 편이다.
2국지적인 환경조건의 영향을 받지 않는다.
3세균의 의한 유기물분해가 주된 생물작용이다.
4연중 수온이 거의 일정하다.
정답 및 해설

지하수 수질 특성으로 보기 어려운 것은 국지적인 환경조건의 영향을 받지 않는다는 부분이다.

지하수는 오히려 지나는 지층의 성분·구조 같은 국지적 지질 조건의 영향을 크게 받아 수질이 지역마다 달라진다.

유속이 느리고 연중 수온이 거의 일정하며 세균에 의한 유기물 분해가 주된 생물작용이라는 설명은 지하수의 일반적인 특성과 일치한다.

문제 25
A폐수의 산성 100℃에서 과망간산칼륨에 의한 화학적 산소 요구량 측정 실험의 결과가 다음과 같을 때 COD 값은 얼마인가? (단, 0.025N-KMnO4 역가는 1.001이다.)
121.5 mg/L
250.5 mg/L
3107.6 mg/L
4200.2 mg/L
문제 26
폐수처리에 이용되는 미생물의 구분 중 다음 ( ) 안에 가장 적합한 것은?
1자산성
2호기성
3혐기성
4통기성
문제 27
다음 중 해양오염 현상으로 거리가 먼 것은?
1적조
2부영양화
3용존산소과포화
4온열배수유입
정답 및 해설

해양오염 현상으로 보기 어려운 것은 용존산소 과포화이다.

적조·부영양화·온배수 유입은 영양염류나 열 부하 증가로 인한 대표적인 해양오염 현상이지만, 오염이 진행되면 유기물 분해와 수온 상승으로 오히려 용존산소가 감소하는 것이 일반적이라 과포화는 해양오염을 나타내는 현상으로 보기 어렵다.

문제 28
물 속에서 침강하고 있는 입자에 스토크스(Stokes)의 법칙이 적용된다면 입자의 침강속도에 가장 큰 영향을 주는 변화 인자는?
1입자의밀도
2물의밀도
3물의 점도
4입자의 직경
정답 및 해설

스토크스 법칙에서 입자의 침강속도에 가장 큰 영향을 주는 인자는 입자의 직경이다.

v=g(ρp−ρw)d218μv = \dfrac{g(\rho_p - \rho_w)d^2}{18\mu}에서 입자밀도·물의 밀도·점도는 1차항으로 작용하지만 직경 dd는 제곱으로 작용하므로, 직경이 조금만 변해도 침강속도에 미치는 영향이 가장 크다.

문제 29
무기성 부유물질, 자갈, 모래, 뼈 등 토사류를 제거하여 기계장치 및 배관의 손상이나 막힘을 방지하는 시설로 가장 적합한 것은?
1침전지
2침사지
3조정조
4부상조
정답 및 해설

모래·자갈·뼈 같은 무기성 토사류를 제거해 후속 기계장치와 배관의 손상·막힘을 막는 시설은 침사지이다.

침전지는 유기성 고형물을 가라앉히는 시설이고 조정조는 수량·수질을 균등화하는 시설이며 부상조는 비중이 작은 물질을 띄워 제거하는 시설이라, 토사류 제거를 목적으로 하는 침사지와는 역할이 다르다.

문제 30
물 분자가 극성을 가지는 이유로 가장 적합한 것은?
1산소와 수소의 원자량의 차
2산소와 수소의 전기음성도의 차
3산소와 수소의 끓는점의 차
4산소와 수소의 온도 변화에 따른 밀도의 차
정답 및 해설

물 분자가 극성을 띠는 주된 이유는 산소와 수소의 전기음성도 차이이다.

전기음성도가 큰 산소가 공유전자쌍을 강하게 끌어당겨 산소 쪽은 부분적으로 음전하를, 수소 쪽은 부분적으로 양전하를 띠게 되며, 여기에 굽은 분자 구조가 맞물려 전체적으로 쌍극자모멘트가 생긴다.

문제 31
폐수를 화학적으로 산화 처리할 때 사용되는 오존처리에 대한 설명으로 옳은 것은?
1생물학적 분해불가능 유기물 처리에도 적용할 수 있다.
22차 오염물질인 트리할로메탄을 생성한다.
3별도 장치가 필요 없어 유지비가 적다.
4색과 냄새 유발성분은 제거할 수 없다.
정답 및 해설

오존은 난분해성(생물학적으로 분해되지 않는) 유기물질도 산화시켜 처리할 수 있다는 것이 오존처리의 핵심 특징이다.

오존은 강력한 산화력을 지녀 활성슬러지법 등 생물학적 처리로는 제거되지 않는 유기물까지 분해할 수 있다.

  • 트리할로메탄(THM)은 주로 염소 소독 과정에서 생성되는 물질로, 오존처리의 부산물이 아니다.
  • 오존을 발생시키려면 별도의 오존 발생장치가 필요하며 전력 소모가 커 유지비가 높은 편이다.
  • 오존은 강한 산화력으로 색도와 냄새 유발 성분도 효과적으로 제거한다.
문제 32
다음 중 수중의 알칼리도를 ppm 단위로 나타낼 때 기준이 되는 물질은?
1Ca(OH)2
2CH3OH
3CaCO3
4HCl
정답 및 해설

수중의 알칼리도는 탄산칼슘(CaCO₃) 환산량(ppm)으로 표시하는 것이 관례이다.

알칼리도는 산을 중화시키는 능력을 나타내는 지표로, 서로 다른 알칼리성 물질(수산화물·탄산염·중탄산염 등)의 양을 하나의 공통 기준으로 비교하기 위해 CaCO3\mathrm{CaCO_3} 당량으로 환산하여 나타낸다.

문제 33
혐기성조/호기성조의 과정을 거치면서 질소 제거는 고려되지 않지만 하 · 폐수 내의 유기물 산화와 생물학적으로 인(P)을 제거하는 공법으로 적합한 것은?
1A/O 공법
2A2/O 공법
3S/L 공법
44단계 Bardenpho 공법
정답 및 해설

혐기조-호기조를 거치며 질소 제거는 고려하지 않고 인만 제거하는 공법은 A/O 공법이다.

A/O(Anaerobic/Oxic) 공법은 혐기조에서 인 방출, 호기조에서 유기물 산화와 함께 인의 과잉섭취를 유도해 슬러지와 함께 인을 제거하는 방식으로, 질산화·탈질을 위한 무산소조가 없어 질소 제거는 기대하기 어렵다.

  • 무산소조를 추가해 질소까지 함께 제거하도록 확장한 공법이 별도로 존재한다(질소·인 동시 제거형).
  • 여러 반응조를 조합해 질소와 인을 모두 제거하는 고도처리 공법도 별도로 있다.
문제 34
박테리아의 경험식은 C5H7O2N 이다. 이 3kg의 박테리아를 완전히 산화시키려면 몇 kg의 산소가 필요한가? ( 단, 질소는 모두 암모니아로 무기화 된다.)
14.25
23.47
32.14
41.42
정답 및 해설

박테리아 3kg을 완전 산화시키는 데 필요한 산소량은 약 4.25kg이다.

박테리아의 경험식 C5H7O2N\mathrm{C_5H_7O_2N}이 완전히 산화되어 이산화탄소, 물, 암모니아로 전환되는 반응식은 다음과 같다.

C5H7O2N+5O2→5CO2+2H2O+NH3\mathrm{C_5H_7O_2N + 5O_2 \rightarrow 5CO_2 + 2H_2O + NH_3}

분자량은 C5H7O2N=113\mathrm{C_5H_7O_2N} = 113, 필요 산소량은 5×32=1605 \times 32 = 160이므로, 박테리아 3kg에 필요한 산소량은 3×160113≈4.25 kg3 \times \dfrac{160}{113} \approx 4.25\ \mathrm{kg}이다.

문제 35
여과지 운전중에 발생하는 주요 문제점과 거리가 먼 것은?
1진흙 덩어리의 축적
2모래층에 공기 기포를 생성
3여재층의 수축
4슬러지벌킹 발생
정답 및 해설

슬러지 벌킹은 여과지가 아니라 활성슬러지 공정(포기조)에서 발생하는 문제이므로 여과지 운전 중 발생하는 문제점과는 거리가 멀다.

여과지 운전 중에는 여재 표면에 진흙(머드볼) 덩어리가 쌓이거나, 역세척 과정에서 모래층에 공기가 갇혀 기포가 생기거나, 여재층이 눌려 수축하는 등의 문제가 나타날 수 있다.

반면 슬러지 벌킹은 사상균 과다증식 등으로 활성슬러지의 침강성이 나빠지는 현상으로, 여과 공정과는 별개의 문제이다.

문제 36
다음 보기에서 설명하는 소각로 형식은?
1다단로
2회전로
3유동상 소각로
4화격자 소각로
문제 37
폐기물의 안정화에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1폐기물의 물리적 성질을 변화시켜 취급하기 쉬운 물질을 만든다.
2오염물질의 손실과 전달이 발생할 수 있는 표면적을 감소 시킨다.
3폐기물내 오염물질의 용존성 및 용해성을 증가시킨다.
4오염물질의 독성을 감소시킨다.
정답 및 해설

폐기물 안정화는 오염물질의 용존성·용해성을 감소시키는 처리이므로 이를 증가시킨다는 설명은 틀렸다.

안정화는 폐기물의 물리적 형태를 다루기 쉽게 바꾸고, 오염물질이 외부로 노출되는 표면적을 줄이며, 독성을 낮춰 환경으로의 유출 가능성을 최소화하는 처리 공정이다.

이 과정에서 오염물질의 용해도와 이동성은 낮아지는 방향으로 작용해야 안정화의 목적에 부합한다.

문제 38
폐기물 고체연료(RDF)의 구비조건으로 틀린 것은?
1함수율이 높을 것
2열량이 높을 것
3대기 오염이 적을 것
4성분 배합률이 균일할 것
정답 및 해설

RDF(폐기물 고체연료)는 함수율이 낮아야 한다는 것이 구비조건이므로, 함수율이 높아야 한다는 설명은 틀렸다.

함수율이 높으면 연소 시 발열량이 떨어지고 연소 효율이 나빠지므로, RDF는 건조 과정을 거쳐 수분을 낮춘 상태로 제조한다.

반대로 열량이 높고, 연소 시 대기오염물질 배출이 적으며, 성분 배합이 균일한 것은 양질의 RDF가 갖춰야 할 조건이다.

문제 39
밀도 0.9톤/m3,부피 1,000m3의 쓰레기를 적재유효용량이 13톤인 차량으로 이 쓰레기를 동시에 운반하고자 한다면 몇 대의 차량이 필요한가?
168대
270대
372대
475대
정답 및 해설

이 쓰레기를 운반하는 데 필요한 차량은 70대이다.

쓰레기 총중량은 0.9 ton/m3×1,000 m3=900 ton0.9\ \mathrm{ton/m^3} \times 1{,}000\ \mathrm{m^3} = 900\ \mathrm{ton}이다.

필요 차량 대수는 90013≈69.2\dfrac{900}{13} \approx 69.2대이며, 남는 양을 실을 차량이 추가로 있어야 하므로 올림하여 70대가 필요하다.

문제 40
함수율이 97%인 슬러지 3850m3를 농축하여 함수율 94%로 낮추었을 때 슬러지의 부피는? (단, 슬러지 비중은 1.0이다.)
11800m3
21925m3
32200m3
42400m3
정답 및 해설

함수율 94%로 농축된 슬러지의 부피는 1,925m³이다.

농축 전후 슬러지 속 고형물의 양은 변하지 않으므로, V1(1−W1)=V2(1−W2)V_1(1-W_1) = V_2(1-W_2) 관계가 성립한다.

3,850×(1−0.97)=V2×(1−0.94)3{,}850 \times (1-0.97) = V_2 \times (1-0.94)이므로 V2=3,850×0.030.06=1,925 m3V_2 = 3{,}850 \times \dfrac{0.03}{0.06} = 1{,}925\ \mathrm{m^3}이다.

문제 41
슬러지 농축의 장점으로 가장 거리가 먼 것은?
1후속 처리시설인 소화조의 부피를 감소시킬 수 있다.
2슬러지 탈수시설의 규모가 작아지므로 슬러지 처리비용이 절감된다.
3슬러지 개량에 소요되는 약품의 종류를 줄일 수 있다.
4슬러지의 부피가 감소되므로 슬러지 수송의 경우 수송관과 펌프의 용량이 작아도 가능하다.
정답 및 해설

슬러지 개량(약품 처리)에 필요한 약품의 종류를 줄이는 것은 농축의 직접적인 장점이 아니다.

슬러지 농축은 부피를 줄여 이후 소화조의 용량을 작게 만들고, 탈수시설 규모와 처리비용을 절감하며, 슬러지 이송에 필요한 관과 펌프의 용량도 작게 설계할 수 있게 해준다.

반면 약품의 종류는 슬러지 성상이나 개량 목적에 따라 결정되는 것이지, 농축 자체로 약품의 가짓수가 줄어드는 것은 아니다.

문제 42
다음 중 적환장 설치할 필요성이 가장 낮은 경우는?
1공기수송 방식을 사용하는 경우
2폐기물 수집에 대형 컨테이너를 많이 사용하는 경우
3처분장이 원거리에 있어 도중에 불법 투기의 가능성이 있는 경우
4차분장이 멀리 떨어져 있어 소형 차량에 의한 수송이 비경제적일 경우
정답 및 해설

대형 컨테이너로 폐기물을 수집하는 경우는 적환장 설치의 필요성이 가장 낮은 사례이다.

대형 컨테이너는 별도의 중간 환적 과정 없이도 많은 양의 폐기물을 처분지까지 직접 운반할 수 있어, 소형 차량의 적재물을 큰 차량으로 옮겨 싣는 적환장의 역할이 상대적으로 덜 요구된다.

반면 처분장이 원거리에 있어 소형 차량 수송이 비경제적이거나 불법투기 우려가 있는 경우는 적환장을 두어 대형 차량으로 환적함으로써 수송 효율을 높이고 문제를 예방할 필요성이 커지는 대표적인 사례이다. 공기수송 방식 역시 수송관을 통해 모인 폐기물을 한곳에서 옮겨 싣는 지점이 필요하므로 적환장이 요구되는 경우로 분류된다.

문제 43
슬러지의 탈수 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1belt press
2screw ion press
3filter press
4vacuum filtration
정답 및 해설

벨트프레스·필터프레스·진공여과는 모두 슬러지의 대표적인 기계적 탈수 방법이지만, 나머지 하나는 탈수설비를 가리키는 명칭이 아니다.

belt press(벨트프레스)는 두 장의 여과포 벨트 사이에 슬러지를 넣고 눌러 짜내는 방식이고, filter press(필터프레스)는 여과판 사이에 슬러지를 채운 뒤 높은 압력을 가해 물을 빼내는 방식이며, vacuum filtration(진공여과)은 여과매체 안쪽을 진공으로 만들어 수분을 흡인 제거하는 방식이다.

세 가지는 실제 하·폐수 처리장의 슬러지 탈수 공정에서 널리 쓰이는 방법인 반면, 보기에 함께 제시된 나머지 하나는 이러한 탈수 공정의 명칭으로 쓰이지 않으므로 탈수 방법과 가장 거리가 멀다.

문제 44
폐기물 파쇄에 관한 다음 설명 중 가장 거리가 먼 것은?
1전단식 파쇄기는 고정칼이나 왕복칼 또는 회전칼을 이용하여 폐기물을 절단한다.
2충격식 파쇄기는 대량 처리가 가능하다.
3충격식 파쇄기는 연성이 있는 물질에는 부적합한 편이다.
4전단식 파쇄기는 유리나 목질류 등을 파쇄하는데 이용되며, 해머밀은 대표적인 전단식 파쇄기에 해당한다.
정답 및 해설

해머밀(hammer mill)은 전단식이 아니라 충격식 파쇄기의 대표적인 예이므로 이 설명은 틀렸다.

전단식 파쇄기는 고정칼·왕복칼·회전칼 등으로 폐기물을 절단하는 방식이며 유리나 목질류처럼 전단에 유리한 재료의 파쇄에 적합하다.

반면 해머밀은 회전하는 해머로 폐기물을 때려 파쇄하는 충격식 파쇄기이며, 충격식은 대량 처리에 유리하지만 연성이 있는 물질에는 상대적으로 부적합하다.

문제 45
일반적인 메탄가스의 성질로 가장 적합한 것은?
1무색, 악취, 가연성
2무색, 무취, 가연성
3황색, 악취, 불연성
4황색, 무취, 불연성
정답 및 해설

메탄가스는 무색·무취이며 가연성 기체라는 것이 일반적인 성질이다.

매립가스의 주성분인 메탄(CH₄)은 색과 냄새가 없고 공기보다 가벼우며, 일정 농도 범위에서 쉽게 연소·폭발할 수 있는 가연성 물질이다.

문제 46
폐기물의 자원화와 가장 관계가 먼 것은?
1RDF
2Pyrolysis
3Land Fill
4Composting
정답 및 해설

매립(Land Fill)은 폐기물을 자원화하는 방법이 아니라 최종 처분 방법이다.

RDF(고형연료화), 열분해(Pyrolysis), 퇴비화(Composting)는 모두 폐기물에서 에너지나 유용한 물질을 회수하는 자원화 기술에 해당한다.

반면 매립은 폐기물을 땅에 묻어 처리를 종결하는 방식으로, 자원 회수와는 성격이 다르다.

문제 47
유기물을 완전연소시키기 위한 폐기물의 연소성능 필요 조건 항목(3T)으로 가장 거리가 먼 것은?
1온도
2기압
3체류시간
4혼합
정답 및 해설

폐기물 연소의 3T는 온도(Temperature)·체류시간(Time)·혼합(Turbulence)이며, 기압은 여기에 포함되지 않는다.

완전연소를 위해서는 충분히 높은 온도, 연소가스가 충분히 머무는 체류시간, 연료와 공기가 잘 섞이는 혼합(교반)이 필요하며, 이 세 요소를 3T라 부른다.

문제 48
쓰레기 수거시 수거 작업간의 노동력을 비교하기 위하여 사용하는 MHT를 가장 옳게 설명한 것은?
1작업자 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는데 소요되는 총시간
2쓰레기 1톤을 1시간 동안 수거하는게 필요한 작업자 수
3작업자 1인이 1시간 동안 수거할 수 있는 쓰레기 총량
4쓰레기 1톤을 1시간 동안 수거할 때 총 수거효율
정답 및 해설

MHT(Man-Hour per Ton)는 작업자 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는 데 걸리는 총 시간을 뜻한다.

MHT는 수거 인력의 작업 효율(노동력)을 비교하는 지표로, 이 값이 작을수록 적은 인력·시간으로 같은 양의 쓰레기를 수거할 수 있어 효율이 높다고 평가한다.

문제 49
폐기물 매립지 입지 선정시 적격 기준항목으로 거리가 먼 것은?
1토지 : 주민 밀집 지역인 곳
2토양: 주변 토양 복토재 사용 가능성 있는 곳
3지형 및 지질 : 경제성 있는 매립용량 확보 가능한 곳
4수문 : 강우배제 침출수 발생 제어가 용이 한 곳
정답 및 해설

주민이 밀집한 지역은 매립지 입지로 적합하지 않은 조건이다.

매립지는 주거지와 충분히 이격되어 악취·침출수·교통 등으로 인한 주민 피해를 최소화할 수 있는 곳이어야 하므로, 주민 밀집 지역은 오히려 피해야 할 입지이다.

복토재 확보가 쉬운 토양, 경제적인 매립용량을 확보할 수 있는 지형·지질, 침출수 발생과 강우 유입을 제어하기 쉬운 수문 조건은 매립지 입지의 적격 기준에 해당한다.

문제 50
발열량이 800kcal/kg인 폐기물을 하루에 6톤씩 소각한다. 소각로 연소실의 용적이 125m3이고, 1일 운전시간이 8시간 이면 연소실의 열 발생률은?
13,600 kcal/m3·hr
24,000 kcal/m3·hr
34,400 kcal/m3·hr
44,800 kcal/m3·hr
정답 및 해설

이 소각로 연소실의 열발생률은 약 4,800kcal/m³·hr이다.

하루 발생 열량은 800 kcal/kg×6,000 kg=4,800,000 kcal800\ \mathrm{kcal/kg} \times 6{,}000\ \mathrm{kg} = 4{,}800{,}000\ \mathrm{kcal}이다.

연소실 용적과 운전시간의 곱은 125 m3×8 hr=1,000 m3⋅hr125\ \mathrm{m^3} \times 8\ \mathrm{hr} = 1{,}000\ \mathrm{m^3 \cdot hr}이므로, 열발생률은 4,800,0001,000=4,800 kcal/m3⋅hr\dfrac{4{,}800{,}000}{1{,}000} = 4{,}800\ \mathrm{kcal/m^3 \cdot hr}이다.

문제 51
폐기물 오염을 측정하기 위한 시료의 축소 방법으로 거리가 먼 것은?
1구획법
2교호삽법
3사등분법
4원추사분법
정답 및 해설

폐기물 시료의 축소 방법으로 대표적인 것은 구획법·교호삽법·원추사분법이며, '사등분법'은 이 축소 방법의 정식 명칭에 해당하지 않는다.

구획법은 시료를 일정한 구획으로 나누어 채취하는 방법이고, 교호삽법은 삽으로 시료를 교대로 떠서 나누는 방법이며, 원추사분법은 시료를 원뿔 모양으로 쌓은 뒤 4등분하여 필요한 양만 남기는 방법이다.

문제 52
퇴비화가 진행되었을 때 나타나는 특징으로 거리가 먼 것은?
1병원균이 사멸되어 거의 없다.
2수분 보유능력과 양이온 교환능역이 낮아진다.
3C/N 비가 10~20 정도로 낮아진다.
4악취가 거의 없고 안정화된다.
정답 및 해설

퇴비화가 진행되면 수분 보유능력과 양이온 교환능력은 오히려 높아진다.

퇴비화가 충분히 진행되면 병원균은 발효열 등으로 대부분 사멸하고, 탄질비(C/N비)는 10~20 정도로 낮아지며, 악취가 거의 없이 안정된 상태가 된다.

이 과정에서 유기물이 부식질(humus)로 전환되면서 수분 보유능력과 양이온 교환능력은 미숙 퇴비보다 향상되므로, 낮아진다는 설명은 틀렸다.

문제 53
통상적으로 소각로의 설계기준이 되는 진발열량을 의미하는 것은?
1고위발열량
2저위발열량
3고위발열량과 저위발열량의 기하평균
4고위발열량과 저위발열량의 산술평균
정답 및 해설

소각로 설계 기준이 되는 발열량은 저위발열량(진발열량)이다.

고위발열량은 연소로 생성된 수분이 응축되며 방출하는 잠열까지 포함한 값이지만, 실제 소각로 배기가스에서는 수분이 수증기 상태로 배출되어 이 잠열을 이용할 수 없다.

따라서 실제 이용 가능한 열량인 저위발열량을 기준으로 소각로를 설계한다.

문제 54
지하수 상 ·하루 두 지점의 수두차가 4m, 두 지점 사이의 수평거리가 500m, 투수계수가 20m/일 이면, 투수단면적 200m2의 지하수 유입량은? (단, Q = KA△h/△L이다.)
15m3/일
210m3/일
316m3/일
432m3/일
정답 및 해설

이 조건에서 지하수 유입량은 32m³/일이다.

다르시(Darcy) 법칙 Q=KAΔhΔLQ = KA\dfrac{\Delta h}{\Delta L}에 주어진 값을 대입하면 된다.

Q=20 m/day×200 m2×4500=32 m3/dayQ = 20\ \mathrm{m/day} \times 200\ \mathrm{m^2} \times \dfrac{4}{500} = 32\ \mathrm{m^3/day}이다.

문제 55
수분함량이 25%인 쓰레기를 건조시켜 수분함량이 5%인 쓰레기가 되도록 하려면 쓰레기 1톤당 증발시켜야 하는 수분량은 약 얼마인가? (단, 쓰레기 비중은 1.0으로 가정함)
140kg
2129kg
3175kg
4210kg
정답 및 해설

수분함량 25%에서 5%로 건조시키기 위해 증발시켜야 하는 수분량은 쓰레기 1톤당 약 210kg이다.

건조 전후로 고형분(건조물)의 양은 변하지 않으므로, 초기 1,000kg 중 고형분은 1,000×(1−0.25)=750 kg1{,}000 \times (1-0.25) = 750\ \mathrm{kg}이다.

건조 후 수분함량이 5%가 되려면 전체 질량은 7501−0.05≈789.5 kg\dfrac{750}{1-0.05} \approx 789.5\ \mathrm{kg}이 되어야 하므로, 증발시켜야 할 수분량은 1,000−789.5≈210 kg1{,}000 - 789.5 \approx 210\ \mathrm{kg}이다.

문제 56
진동 감각에 대한 인간의 느낌을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
1진동수 및 상대적인 변위에 따라 느낌이 다르다.
2수직 진동은 주파수 4~8Hz에서 가장 민감하다.
3수평 진동은 주파수 1~2Hz에서 가장 민감하다.
4인간이 느끼는 진동가속도의 범위는 0.01~10Gal이다.
정답 및 해설

인간이 느끼는 진동가속도의 범위는 일반적으로 0.01~10m/s²(=1~1,000Gal) 정도로 제시되므로, 0.01~10Gal이라는 서술은 옳지 않다.

Gal은 cm/s²에 해당하는 단위(1Gal = 0.01m/s²)이므로, 보기의 수치는 통상 알려진 인체 감각 범위보다 100배 작게 표기된 셈이다.

한편 진동은 진동수와 상대적인 변위(진폭)에 따라 인체가 느끼는 정도가 달라지며, 수직 진동은 주파수 4~8Hz 부근에서, 수평 진동은 1~2Hz 부근에서 가장 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다.

문제 57
다음 중 소음레벨에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1변동하는 소음의 에너지 평균값으로 어떤 시간대에서 변동하는 소음 에너지를 같은 시간 동안의 정상소음 에너지로 치환한 값이다.
2소음에 의해 대화에서 방해되는 정도를 표현하기 위해 사용한다.
3소음계의 주파수 보정 회로를 A에 놓고 측정하였을 때의 지시값을 말한다.
4항공기에 의해 어느 지역에 장시간 동안 노출되는 소음을 평가하는 척도이다.
정답 및 해설

소음레벨은 소음계의 주파수 보정 회로를 A특성에 놓고 측정한 지시값을 말한다.

변동하는 소음 에너지를 같은 시간 동안의 정상소음 에너지로 환산한 값은 등가소음레벨(Leq)이고, 대화 방해 정도를 나타내는 지표는 회화(음성)방해레벨이며, 항공기 소음처럼 장시간 노출을 평가하는 척도는 별도의 항공기 소음 평가지수로 구분된다.

이들과 달리 인체의 청감 특성에 가깝게 보정한 A특성 측정값을 소음레벨이라 부른다.

문제 58
주파수가 100Hz, 속도가 20m/s인 파동의 파장은?
10.2m
20.5m
32.0m
45.0m
정답 및 해설

이 파동의 파장은 0.2m이다.

파장은 속도를 주파수로 나눈 값이므로 λ=vf=20 m/s100 Hz=0.2 m\lambda = \dfrac{v}{f} = \dfrac{20\ \mathrm{m/s}}{100\ \mathrm{Hz}} = 0.2\ \mathrm{m}이다.

문제 59
어느 벽체의 입사음의 세기가 10-2W/m2이고, 투과음의 세기가 10-4W/m2이었다. 이 벽체의 투과율과 투과손실은?
1투과율=10-2, 투과손실=20dB
2투과율=10-2, 투과손실=40dB
3투과율=102, 투과손실=20dB
4투과율=102, 투과손실=40dB
정답 및 해설

이 벽체의 투과율은 10−210^{-2}, 투과손실은 20dB이다.

투과율은 투과음의 세기를 입사음의 세기로 나눈 값이므로 τ=10−410−2=10−2\tau = \dfrac{10^{-4}}{10^{-2}} = 10^{-2}이다.

투과손실은 TL=10log⁡1τ=10log⁡(102)=20 dBTL = 10\log\dfrac{1}{\tau} = 10\log(10^{2}) = 20\ \mathrm{dB}로 계산된다.

문제 60
1000Hz에서 정상적인 성인의 귀로 가청할 수 있는 최소 음압실효치는?
12×10-5N/m2
25×10-5N/m2
32×10-12N/m2
45×10-12N/m2
정답 및 해설

1,000Hz에서 정상 성인이 들을 수 있는 최소 음압실효치는 2×10−5 N/m22\times10^{-5}\ \mathrm{N/m^2}이다.

이 값은 인간의 청각 최소가청한계(0dB 기준음압)로 정한 국제표준 기준음압이며, 소음레벨(dB)을 계산할 때 기준값으로 사용된다.