05년 3회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

05년 3회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

후우드(hood)에 의한 일반적 흡인요령으로 알맞지 않은 것은?

1충분한 포착속도를 유지한다,

2후우드의 개구면적을 가능한 한 크게 한다.

3가능한 한 후우드를 발생원에 근접시킨다.

4국부적인 흡인방식을 택한다.

정답 및 해설

후드의 개구면적은 가능한 한 작게 하여 필요환기량을 줄여야 하므로, 개구면적을 크게 한다는 설명이 틀렸다.

개구면적이 커지면 그만큼 처리해야 할 공기량이 늘어나 송풍동력과 비용이 증가하므로, 후드는 발생원을 포위하되 개구면적은 최소화하는 것이 원칙이다.

충분한 포착속도를 유지해야 한다는 설명은 옳다.
후드를 발생원에 최대한 근접시켜야 한다는 설명도 옳다.
국부적인 흡인방식을 택해야 한다는 설명도 옳다.

문제 2

다음 중 일반적인 대기속에 가장 많은 량(부피)이 함유되어 있는 성분은?

1아르곤

2네온

3오존

4이산화탄소

정답 및 해설

아르곤은 질소·산소 다음으로 대기 중 부피비가 커서, 제시된 성분 중 가장 많은 양을 차지한다.

건조공기 기준으로 아르곤은 약 0.93%를 차지해 네온(약 0.0018%)이나 이산화탄소(약 0.03~0.04%), 미량 성분인 오존보다 훨씬 많다.

문제 3

연료가 연소할 때 발생하는 유리탄소가 응결하여 지름이 1㎛이상이 되는 입자상 물질을 무엇이라 하는가?

1매연(smoke)

2검댕(soot)

3훈연(fume)

4미스트(mist)

정답 및 해설

유리탄소가 응결되어 입경이 1㎛ 이상으로 커진 입자상 물질은 검댕(soot)이라 부른다.

이에 비해 매연(smoke)은 연소 과정에서 생기는 유리탄소 위주의 미세한 입자로 입경이 1㎛ 이하인 경우를 가리켜 구분된다.

문제 4

다음 중 흡수장치의 흡수액이 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

1용해도가 작아야 한다.

2점성이 작아야 한다.

3휘발성이 작아야 한다.

4화학적으로 안정해야 한다.

정답 및 해설

흡수장치의 흡수액은 가스와의 반응·용해가 잘 이루어져야 하므로 용해도가 커야 하며, 용해도가 작아야 한다는 설명은 틀렸다.

용해도가 클수록 적은 흡수액량으로도 많은 가스를 흡수할 수 있어 흡수탑의 효율이 높아진다.

점성이 작아야 한다는 설명은 옳다(유동성이 좋아야 접촉효율이 높다).
휘발성이 작아야 한다는 설명도 옳다(흡수액 손실 방지).
화학적으로 안정해야 한다는 설명도 옳다.

문제 5

분자식 CmHn인 탄화수소 가스 1Sm³당 완전연소시 필요한 이론 산소량은?(단, mole 기준)

1m +n

2m +(n/2)

3m +(n/4)

4m +(n/8)

정답 및 해설

탄화수소 $C_mH_n$ 의 완전연소에 필요한 이론산소량은 $m+\dfrac{n}{4}$ mol로 결정된다.

완전연소 반응식은 $C_mH_n+\left(m+\dfrac{n}{4}\right)O_2 \rightarrow mCO_2+\dfrac{n}{2}H_2O$ 이며, 여기서 산소 앞의 계수가 바로 mole 기준 이론산소량이다.

문제 6

0℃, 760mmHg에서의 가스량이 100,000m³/hr이라 할 때 500℃,740mmHg에서의 가스량(m³/hr)은 얼마인가?

1275,699

2290,803

3390,803

4490,803

정답 및 해설

보일-샤를의 법칙으로 환산하면 500℃, 740mmHg에서의 가스량은 약 290,803 m³/hr가 된다.

$V_2=V_1\times\dfrac{T_2}{T_1}\times\dfrac{P_1}{P_2}$ 이고, $T_1=273\mathrm{K},\ T_2=773\mathrm{K}$ 이므로

$V_2=100{,}000\times\dfrac{773}{273}\times\dfrac{760}{740}\approx290{,}803\ \mathrm{m^3/hr}$

문제 7

황성분 1%인 중유를 20ton/hr로 연소시킬 때 배출되는 SO₂를 석고(CaSO₄)로 회수하는 경우 부산물의 생산량은?(단, 연소율 : 100%, 탈황율 : 90%,원자량S: 32, Ca: 40)

1350kg/hr

2385kg/hr

3765kg/hr

4850kg/hr

정답 및 해설

탈황된 황이 전량 $CaSO_4$ 로 전환된다고 보면 부산물 생산량은 765 kg/hr이다.

중유 중 황량은 $20{,}000\ \mathrm{kg/hr}\times0.01=200\ \mathrm{kg\ S/hr}$ 이고, 탈황율 90%를 적용하면 회수되는 황은 $200\times0.9=180\ \mathrm{kg\ S/hr}$ 이다.

$CaSO_4$ 의 분자량은 136(Ca 40 + S 32 + O 64)이므로, 부산물량은 $180\times\dfrac{136}{32}=765\ \mathrm{kg/hr}$ 로 계산된다.

문제 8

어떤 집진장치 2개가 직렬로 연결되어 있을 때 1차 집진장치에서 90%,2차 집진장치에서 95%의 집진효율이라면 총집진효율(%)은 얼마인가?

197.5%

298.5%

399.5%

499.9%

정답 및 해설

직렬로 연결된 두 집진장치의 총집진효율은 99.5%로 계산된다.

총효율은 $\eta=1-(1-\eta_1)(1-\eta_2)=1-(1-0.9)(1-0.95)=1-0.005=0.995$ 이므로 99.5%가 된다.

문제 9

대기오염공정시험방법에서 방울수의 설명이 옳게 된 것은?

115℃에서 정제수 10방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

215℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

320℃에서 정제수 10방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

420℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

정답 및 해설

대기오염공정시험방법에서 방울수는 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1mL가 되는 것을 뜻한다.

온도와 방울 수 조건을 정확히 맞춘 정의만 옳으므로, 15℃ 기준이거나 10방울 기준으로 서술된 나머지 설명은 모두 틀렸다.

문제 10

도시지역에서 오염된 공기가 상승하면서 주변의 찬공기가 도시로 유입되어 오염물질의 거대한 지붕을 형성하는 것을 무엇이라 하는가?

1오존층 파괴

2스모그(smog)상승 현상

3열섬효과(heat island effect)

4온실효과(green house effect)

정답 및 해설

도심에서 데워진 오염 공기가 상승하고 주변의 찬 공기가 도시로 유입되면서 오염물질이 지붕처럼 도시를 덮는 현상은 열섬효과(heat island effect)와 관련된 돔(dome) 현상이다.

도시는 인공열과 건축물 밀집으로 주변보다 기온이 높아 상승기류가 발생하고, 그 자리를 메우기 위해 교외의 찬 공기가 유입되면서 오염물질이 도시 상공에 정체되는 구조가 만들어진다.

문제 11

유량이 일정하고 입구가스의 먼지농도가 15g/m³일 때 집진효율이 98%라면 출구가스 중의 먼지 농도는 얼마 인가?

10.10g/m³

20.20g/m³

30.30g/m³

40.40g/m³

정답 및 해설

집진효율 98%를 적용하면 출구가스의 먼지농도는 0.30 g/m³가 된다.

$C_{out}=C_{in}\times(1-\eta)=15\times(1-0.98)=0.3\ \mathrm{g/m^3}$ 로 계산된다.

문제 12

다음 집진장치 중 집진효율이 가장 낮은 것은?

1중력집진장치

2전기집진장치

3여과집진장치

4원심력집진장치

정답 및 해설

제시된 집진장치 중 중력집진장치가 집진효율이 가장 낮다.

중력집진장치는 입자의 자유낙하만을 이용하므로 미세입자를 포집하기 어려워 효율이 대체로 40~60% 수준에 그치는 반면, 전기·여과·원심력집진장치는 상대적으로 높은 효율을 낸다.

문제 13

대기오염물질 중 무색의 기체로서 특유한 자극성 냄새를 갖고 있으며 20℃, 8.8기압에서 액화하며 융점 -77.7℃, 비등점 -33.35℃로 물에 용해되며 발생원은 비료공장, 냉동공장, 색소제조공정중에서 발생되는 오염 물질은?

1일산화탄소(CO)

2염소(Cl₂)

3암모니아(NH₃)

4아황산가스(SO₂)

정답 및 해설

제시된 물성(20℃, 8.8기압에서 액화, 융점 -77.7℃, 비등점 -33.35℃, 물에 잘 용해, 비료·냉동·색소공장에서 발생)은 암모니아(NH₃)의 특성과 일치한다.

암모니아는 냉동기 냉매로 쓰이고 비료 제조의 원료이기도 해 해당 공정에서 대기오염물질로 배출된다.

문제 14

어느 집진장치의 압력손실이 400mmH₂O, 처리가스량이 50m³/sec인 송풍기 효율이 72%일 때 이 송풍기의 소요 동력은?

1202 kw

2261 kw

3273 kw

4296 kw

정답 및 해설

송풍기의 소요동력은 약 273 kW로 계산된다.

처리가스량을 분당 유량으로 바꾸면 $50\ \mathrm{m^3/sec}\times60=3{,}000\ \mathrm{m^3/min}$ 이고,

동력 $=\dfrac{Q\times \Delta P}{6120\times\eta}=\dfrac{3{,}000\times400}{6120\times0.72}\approx273\ \mathrm{kW}$ 로 구해진다.

문제 15

화력발전소에서 많은 량의 아황산가스(SO₂)가 배출 되고 있다. 이의 저감방법이 아닌 것은?

1저유황 연료사용

2고연돌 사용

3배기가스 탈황설비 설치

4연료중에 있는 유황분 제거

정답 및 해설

고연돌(굴뚝을 높이는 것)은 오염물질을 대기 중으로 넓게 확산시켜 지표 농도를 낮추는 방법일 뿐, SO₂ 배출량 자체를 줄이는 저감방법이 아니다.

저유황 연료 사용, 배기가스 탈황설비 설치, 연료 중 유황분 제거는 모두 SO₂ 발생량 또는 배출량을 실제로 줄이는 조치에 해당한다.

문제 16

용존산소에 가장 민감하다고 볼수 있는 미생물은?

1Bacteria

2Rotifer

3Sarcodina

4Ciliate

정답 및 해설

제시된 생물 중 윤충류(Rotifer)가 용존산소에 가장 민감하여, 포기조의 DO가 충분히 유지될 때에만 출현한다.

활성슬러지에서는 처리 상태가 나아질수록 세균 → 편모충류 → 육질충류(Sarcodina) → 섬모충류(Ciliate) → 윤충류 순으로 우점종이 바뀌며, 윤충류의 출현은 DO가 충분하고 처리효율이 양호함을 나타내는 지표로 쓰인다.

문제 17

여과사의 체분석 결과 다음 그림과 같은 도표를 얻었다. 이 여과사의 균등계수는 얼마인가?

23.75

31.6

40.625

문제 18

지하수의 특징으로 틀린 것은?

1유속이 대체로 느리다.

2국지적인 환경조건의 영향이 적다.

3세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이 된다.

4연중 수온의 변화가 매우 적다.

정답 및 해설

지하수는 토양층을 거쳐 흐르기 때문에 통과하는 지층의 지질조건에 따라 수질이 크게 좌우되므로, 국지적인 환경조건의 영향이 적다는 설명은 틀렸다.

지하수는 다공질 매질을 통과하며 이동하므로 유속이 느리고, 표층의 기온 변화가 직접 전달되지 않아 연중 수온 변화가 작으며, 산소가 부족한 환경에서 세균에 의한 유기물 분해가 주된 생물작용이 된다.

문제 19

하수고도처리를 위한 A₂/O 공법의 조구성에 해당되지 않는 것은?

1혐기조

2혼합조

3포기조

4무산소조

정답 및 해설

하수고도처리 A²/O 공법은 혐기조–무산소조–포기조의 순서로 구성되며, 혼합조는 이 공법의 구성 요소에 해당하지 않는다.

혐기조에서는 인 방출, 무산소조에서는 탈질(질산성질소의 질소가스화), 포기조에서는 유기물 분해와 질산화가 일어나는 구조다.

문제 20

식료품 가공공장에서 제품 1ton을 가공 생산하는데 100m³의 폐수가 발생한다. 이에 따른 폐수의 평균 BOD는 몇 mg/ℓ인가?(단, 제품 생산량 400ton/day, BOD배출량5,000kg/day)

1100

2125

3150

4200

정답 및 해설

폐수의 평균 BOD는 125 mg/L로 계산된다.

폐수량은 $100\ \mathrm{m^3/ton}\times400\ \mathrm{ton/day}=40{,}000\ \mathrm{m^3/day}$ 이므로, $\mathrm{BOD}=\dfrac{5{,}000\ \mathrm{kg/day}}{40{,}000\ \mathrm{m^3/day}}=0.125\ \mathrm{kg/m^3}=125\ \mathrm{mg/L}$ 가 된다.

문제 21

다음 중 해역에서 적조의 주된 발생원인 물질은?

1수은

2산소

3염소

4질소

정답 및 해설

해역의 적조는 질소와 인 같은 영양염류가 과다하게 유입되어 부영양화가 일어나면서 플랑크톤이 급격히 증식해 발생한다.

수은, 염소는 영양염류가 아니라 독성물질에 해당하고, 산소는 오히려 적조 발생 시 소비되어 부족해지는 성분이다.

문제 22

직경이 30cm인 하수관에 유량20m³/min의 하수를 흘려보낸다면 유속은?(단, 하수관 단면적 모두에 하수가 가득 찬다고 가정함)

1약 3.2m/sec

2약 4.7m/sec

3약 6.5m/sec

4약 8.3m/sec

정답 및 해설

직경 30cm 하수관에 20m³/min의 유량이 흐를 때 유속은 약 4.7 m/sec이다.

관 단면적은 $A=\pi\left(\dfrac{0.3}{2}\right)^2\approx0.0707\ \mathrm{m^2}$ 이고 유량을 초당 단위로 바꾸면 $Q=\dfrac{20}{60}\approx0.333\ \mathrm{m^3/sec}$ 이므로, $v=\dfrac{Q}{A}\approx4.7\ \mathrm{m/sec}$ 가 된다.

문제 23

포기조의 유입수량은 2000m³/일이고 BOD총량은 250kg/일 일 때, BOD 용적부하율 0.4kg/m³,일로 하였다. 포기조 체류시간은 얼마인가?

112.5시간

210.5시간

38.5시간

47.5시간

정답 및 해설

포기조의 체류시간은 7.5시간으로 계산된다.

BOD 용적부하율로부터 포기조 용적은 $V=\dfrac{250\ \mathrm{kg/day}}{0.4\ \mathrm{kg/m^3\cdot day}}=625\ \mathrm{m^3}$ 이고,

체류시간은 $t=\dfrac{V}{Q}=\dfrac{625}{2000}=0.3125\ \mathrm{day}=7.5\ \mathrm{시간}$ 이 된다.

문제 24

pH가 3.5인 용액의 [H+]는 몇 mole/ℓ 인가?

12.36 × 10^-4

22.86 × 10^-4

33.16 × 10^-4

43.46 × 10^-4

정답 및 해설

pH 3.5인 용액의 수소이온농도는 $3.16\times10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$ 이다.

$[H^+]=10^{-\mathrm{pH}}=10^{-3.5}=10^{0.5}\times10^{-4}\approx3.16\times10^{-4}$ 로 계산된다.

문제 25

어느 분뇨처리장에 유입되는 분뇨의 성상이 다음과 같을 때 CH₄가스 발생량은?(단, 휘발성 고형물 : 60.5%, 총고령물량 : 25,000mg/ℓ, CH₄ 가스발생량 : 0.6m³/kg VS, 휘발성 고형물 전량이 가스화 된다고 가정)

1약 9m³/kℓ VS

2약 10m³/kℓ VS

3약 11m³/kℓ VS

4약 12m³/kℓ VS

정답 및 해설

휘발성고형물이 전량 가스화된다고 보면 CH₄ 발생량은 약 9 m³/kL VS가 된다.

총고형물량 25,000mg/L을 kg/kL 단위로 바꾸면 25 kg/kL이고, 휘발성고형물 비율 60.5%를 곱하면 $25\times0.605\approx15.13\ \mathrm{kg\ VS/kL}$ 이다.

여기에 단위 VS당 가스발생량 $0.6\ \mathrm{m^3/kg\ VS}$ 를 곱하면 $15.13\times0.6\approx9.1\ \mathrm{m^3/kL}$ 로, 약 9m³/kL VS에 해당한다.

문제 26

DO측정시 종말점의 색깔은?

1무색

2적색

3청색

4황색

정답 및 해설

DO 측정(윙클러-아지드화나트륨법) 적정에서 전분지시약이 나타내던 청색이 사라지고 무색이 되는 지점이 종말점이다.

티오황산나트륨으로 적정하면서 유리된 요오드가 소비되어 전분-요오드 착색이 사라지므로, 무색이 될 때를 종말점으로 판정한다.

문제 27

살수여상의 매질과 관계가 없는 것은?

1미생물이 자랄 수 있는 표면

2폐수가 통과할 수 있는 공간

3공기가 통과할 수 있는 공간

4박테리아가 통과할 수 있는 공간

정답 및 해설

살수여상의 매질(여재)은 미생물이 부착해 자랄 수 있는 표면과 폐수·공기가 통과할 수 있는 공간을 제공하는 역할을 하며, 박테리아 자체가 매질을 통과하는 기능과는 관계가 없다.

박테리아는 여재 표면에 부착생장(생물막)하는 것이지 여재 사이를 통과해 흐르는 존재가 아니므로, 이 항목이 매질의 기능과 가장 무관하다.

문제 28

레이놀즈수(Reynold`s number)를 증가시키는 것이 아닌 인자는?

1액체의 점성계수

2입자의 지름

3입자의 밀도

4입자의 침강속도

정답 및 해설

레이놀즈수는 $Re=\dfrac{\rho\, v\, d}{\mu}$ 로 정의되어 점성계수가 분모에 있으므로, 액체의 점성계수가 커지면 레이놀즈수는 오히려 감소한다.

반면 입자의 지름과 침강속도는 분자 쪽 인자여서 값이 커질수록 레이놀즈수를 키우고, 입자의 밀도가 커지면 침강속도가 빨라지므로 결과적으로 레이놀즈수가 증가한다.

문제 29

호수는 물의 깊이에 따라 수온성층이 나타난다. 이층에 해당되지 않는 것은?

1변수층

2표수층

3수온약층

4심수층

정답 및 해설

호수의 수온성층 구조는 표수층–수온약층–심수층의 세 층으로 구분되며, 변수층은 이 구분에 쓰이지 않는 명칭이다.

표수층은 표층의 순환대, 수온약층은 깊이에 따라 수온이 급격히 변하는 층, 심수층은 하부의 정체된 저온층을 가리킨다.

문제 30

포기조에서 DO가 5mg/ℓ 이었다. 다음 기술 중 가장 타당한 것은?

1DO가 부족하므로 처리가 잘 안된다.

2DO가 적절하게 유지되고 있다.

3과다 포기이다.

4SV가 증가할 것이다.

정답 및 해설

포기조의 적정 DO는 일반적으로 1~2mg/L 수준이므로, DO가 5mg/L라면 필요 이상으로 공기를 불어넣은 과다포기 상태로 보는 것이 타당하다.

DO가 부족한 것이 아니라 오히려 과잉이므로 처리가 안 된다거나 적절히 유지되고 있다는 판단은 맞지 않으며, 과포기는 에너지 낭비와 플록 파괴로 이어질 수 있다.

문제 31

환경오염공정시험법에 규정한 온도에 대해 잘못된 것은?

1표준온도 0℃

2실온 1~35℃

3상온 15~25℃

4찬곳 4℃이하

정답 및 해설

환경오염공정시험법에서 찬 곳은 별도 규정이 없는 한 0~15℃의 장소를 뜻하므로, "4℃ 이하"라는 설명이 틀렸다.

표준온도 0℃, 상온 15~25℃, 실온 1~35℃라는 나머지 기준은 공정시험법의 정의와 일치한다.

문제 32

함수율 97%인 슬러지 20m³을 함수율 95%로 농축하였다면 슬러지의 부피는?

18m³

210m³

312m³

414m³

정답 및 해설

함수율은 슬러지 총부피 중 수분의 비율이므로, 고형물의 함수율을 이용하여 계산한다. 초기 고형물량은 20 × (1 − 0.97) = 20 × 0.03 = 0.6 m³이고, 농축 후에도 고형물량은 변하지 않으므로 0.6 = V × (1 − 0.95) = V × 0.05에서 $V = \frac{0.6}{0.05} = 12 \text{ m}^3$ 이다. 따라서 농축 후 슬러지 부피는 12 m³이다.

문제 33

폐수를 응집침전시키고자 할 때 유의사항을 나열한 것이다. 이중 관계가 가장 적은 것은?

1pH

2교반속도

3용존산소량

4응집제 첨가량

정답 및 해설

폐수의 응집침전에서는 pH, 교반속도, 응집제 첨가량이 플록 형성에 직접 영향을 주는 핵심 인자이며, 용존산소량은 이러한 화학적 응집 반응과 관계가 가장 적다.

용존산소는 호기성 생물학적 처리에서 중요한 인자이지, 응집제를 이용한 물리화학적 침전 공정의 조건과는 직접적인 관련이 없다.

문제 34

활성오니 공법에서 슬러지 반송의 주된 목적은?

1영양물질 공급

2pH 조절

3DO 조절

4MLSS 조절

정답 및 해설

활성오니(활성슬러지) 공법에서 슬러지를 반송하는 주된 목적은 포기조 내의 MLSS(혼합액 부유물질) 농도를 일정하게 유지하기 위함이다.

반송슬러지를 통해 침전지에서 가라앉은 미생물을 다시 포기조로 되돌려 보내야 충분한 미생물량이 확보되어 유기물 분해가 안정적으로 이루어진다.

문제 35

Ca(OH)₂100ml를 중화하는데 염산(HCl) 0.02N 용액60ml가 소비되었다. Ca(OH)₂용액의 농도는 몇 N인가?

10.012N

20.024N

30.048N

40.096N

정답 및 해설

중화적정 결과 Ca(OH)₂ 용액의 농도는 0.012N으로 계산된다.

당량점에서는 $N_1V_1=N_2V_2$ 가 성립하므로 $N_1\times100=0.02\times60$ , 즉 $N_1=\dfrac{1.2}{100}=0.012\mathrm{N}$ 이 된다.

문제 36

어떤 물질을 분석한 결과 10000ppm의 결과를 얻었다. 이것을 %로 환산하면 얼마가 되겠는가?

10.1%

21%

310%

4100%

정답 및 해설

10,000ppm을 %로 환산하면 1%가 된다.

ppm은 백만분율(1/1,000,000), %는 백분율(1/100)이므로 1%는 10,000ppm에 해당한다. 따라서 10,000ppm은 그대로 1%가 된다.

문제 37

생활폐기물과 지정폐기물의 분류기준으로 가장 적절한 것은?

1발생원

2발생량

3유해성

4성상

정답 및 해설

유해성 여부가 생활폐기물과 지정폐기물을 가르는 핵심 분류기준이다.

지정폐기물은 폐기물 중 주변 환경을 오염시키거나 인체에 위해를 줄 수 있는 유해물질을 함유한 것을 별도로 규정한 것으로, 발생원이나 발생량, 성상만으로는 구분되지 않는다.

문제 38

4,000,000ton/year의 쓰레기를 5000명의 인부가 수거하고 있다면 수거인부의 수거능력(MHT)은? (단, 수거인부의 1일 작업시간은 8시간,1년 작업일수 300일)

정답 및 해설

MHT(Man-Hour/Ton)는 폐기물 1톤을 수거하는 데 투입되는 총 작업시간으로 구한다.

연간 총 작업시간은 $5000\text{명} \times 8\mathrm{hr/day} \times 300\mathrm{day/year} = 12{,}000{,}000\ \mathrm{MH/year}$ 이다.

이를 연간 수거량으로 나누면 $\dfrac{12{,}000{,}000\ \mathrm{MH}}{4{,}000{,}000\ \mathrm{ton}} = 3\ \mathrm{MH/ton}$ 으로, MHT는 3이 된다.

문제 39

폐기물 중의 열량을 재활용하기 위한 방법 중 소각과 열분해의 공정한 차이점으로 가장 적절한 것은?

1공기의 공급여부

2처리온도의 높고낮음

3폐기물의 유해성 존재여부

4폐기물증의 탄소성분 여부

정답 및 해설

소각과 열분해를 가르는 공정상의 핵심 차이는 공기(산소) 공급 여부이다.

소각은 충분한 산소를 공급해 폐기물을 완전연소시키는 반응이고, 열분해는 산소를 차단하거나 제한한 상태에서 열을 가해 유기물을 열분해시켜 가스·오일·탄화물(char) 등으로 전환하는 공정이다.

처리온도나 유해성 존재 여부, 탄소성분 여부는 두 공정을 가르는 본질적 기준이 아니다.

문제 40

폐기물 파쇄처리 목적과 가장 거리가 먼 것은?

1겉보기 비중의 감소

2특정성분의 분리

3고체의 치밀한 혼합

4부식효과 촉진

정답 및 해설

폐기물 파쇄의 목적은 겉보기 비중을 증가시켜 부피를 줄이는 데 있으므로, 겉보기 비중의 감소는 파쇄 목적과 가장 거리가 멀다.

특정성분의 분리는 파쇄 후 선별을 용이하게 하는 목적에 해당한다.
고체의 치밀한 혼합은 파쇄를 통해 물질을 균질화하는 목적에 해당한다.
부식효과 촉진은 표면적 증가로 미생물 분해·부식이 촉진되는 목적에 해당한다.

문제 41

호기성과 비교하여 혐기성으로 슬러지를 처리할 때의 단점이라 볼수 없는 것은?

1비료가치가 작다.

2운전이 까다롭다.

3관리비가 많이 든다.

4소화속도가 늦다.

정답 및 해설

혐기성 소화는 폭기 등 별도 동력 공급이 필요 없어 오히려 운영(관리)비가 적게 드는 것이 특징이므로, 관리비가 많이 든다는 것은 혐기성 처리의 단점으로 볼 수 없다.

소화 슬러지의 비료가치가 호기성 처리에 비해 작은 것은 실제 단점이다.
pH·온도 등에 민감해 운전이 까다로운 것은 실제 단점이다.
소화속도가 느려 체류시간이 긴 것은 실제 단점이다.

문제 42

아래로부터 가스를 주입하여 모래를 띄운후 가열시켜 상부에서 폐기물을 주입하여 연소시키는 소각로는?

1스토카식

2다단로

3유동상

4액체주입형

정답 및 해설

가스를 하부에서 주입해 모래층을 유동시키고 그 위에서 폐기물을 투입해 연소시키는 방식은 유동상(fluidized bed) 소각로의 전형적인 구조이다.

스토카식은 화격자 위에서, 다단로는 여러 단의 노상을 거치며, 액체주입형은 노즐로 분사해 연소시키는 방식으로 모래 유동층을 이용하지 않는다.

문제 43

혐기성 소화방법으로 쓰레기를 처분하려고 한다. 연료로 쓰일수 있는 가스를 많이 얻으려면 다음 중 어떤 성분이 특히 많아야 유리한가?

1질소

2탄소

3산소

4인

정답 및 해설

혐기성 소화로 연료용 가스(메탄)를 많이 얻으려면 원료에 탄소 성분이 풍부해야 유리하다.

메탄가스는 유기물 중 탄소가 미생물에 의해 분해되며 생성되므로, 탄소 함량이 높을수록 가스 발생량이 늘어난다.

질소, 산소, 인은 미생물 영양원이나 보조 성분으로 작용할 뿐, 가스 생성량을 직접 늘리는 주성분은 아니다.

문제 44

슬러지에 열과 압력을 작용시켜 용존산소에 의하여 화학적으로 슬러지 내의 유기물을 산화시키는 방법은?

1포졸란(Pozzolan) 공법

2초임계(Supercritical) 공법

3임호프(Imhoff) 공법

4짐머만(Zimmerman) 공법

정답 및 해설

슬러지에 열과 압력을 가하고 용존산소를 이용해 슬러지 내 유기물을 화학적으로 산화시키는 처리법은 습식산화법(짐머만 공법)이다.

포졸란 공법은 고화제를 이용한 고형화 처리, 초임계 공법은 물의 임계점을 넘는 초임계수 조건에서의 산화처리, 임호프 공법은 침전과 소화를 함께 하는 조 형식으로, 습식산화의 운전조건·원리와는 구분된다.

문제 45

슬러지 중의 고형물 함량은 40%이고 고형물의 건조 줄양이 500kg이라 할 때 이 슬러지 총량은? (단, 슬러지 비중은 1.0으로 한다.)

1500kg

2750kg

31,250kg

41,850kg

정답 및 해설

슬러지 총량은 고형물량을 고형물 함량비로 나누어 구한다.

$\dfrac{500\ \mathrm{kg}}{0.4} = 1{,}250\ \mathrm{kg}$ 이므로 이 슬러지의 총량은 1,250kg이다.

문제 46

매립지에서 발생하는 가스조성에서 가장 많은 구성 비율을 가지는 것은?(단, 정상적으로 안정화된 상태)

1CO₂ - H₂

2CO₂ - O₂

3CH₄ - H₂

4CH₄ - CO₂

정답 및 해설

매립지가 정상적으로 안정화된 상태(혐기성 메탄생성 단계)에서는 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)가 가스 조성의 대부분을 차지한다.

매립 초기의 호기성·산생성 단계에서는 CO₂ 비율이 높지만, 안정화 이후에는 CH₄가 우세해지며 두 성분의 합이 가스 조성의 대부분을 이룬다.

문제 47

우리나라의 도시쓰레기 발생과 처리특성에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

1발생량을 계절과 생활양식에 따라 다르게 나타난다.

2수거, 운반 비용이 폐기물 관리비용의 대부분을 차지한다.

3도시폐기물의 대부분은 소각에 의존하고 있다.

4종량제 실시 이후 재활용율이 증가하였다.

정답 및 해설

우리나라 도시폐기물 처리는 매립과 재활용이 차지하는 비중이 크고 소각 비중은 상대적으로 낮은 구조이므로, 도시폐기물의 대부분을 소각에 의존한다는 설명은 옳지 않다.

발생량이 계절과 생활양식에 따라 달라진다는 것은 옳은 설명이다.
수거·운반비가 폐기물 관리비용의 대부분을 차지한다는 것은 옳은 설명이다.
종량제 실시 이후 재활용률이 증가했다는 것은 옳은 설명이다.

문제 48

압축기를 사용하여 폐기물을 압축시켰더니 처음부피의 75%가 되었다면 압축비는?

11.27

21.33

31.67

42.50

정답 및 해설

압축비는 압축 전 부피를 압축 후 부피로 나눈 값이다. 처음 부피를 V₀라 하면 압축 후 부피는 0.75V₀이므로, 압축비 = V₀ ÷ (0.75V₀) = $\frac{1}{0.75} = \frac{100}{75} = \frac{4}{3}$ = 1.33이다.

문제 49

수분함량이 20%인 폐기물을 건조시켜 수분함량이 10%로 만들려면 폐기물 1톤당 제거해야 할 수분량은?

189 kg/톤

2111 kg/톤

3124 kg/톤

4157 kg/톤

정답 및 해설

건조 전후 건조고형물의 양은 변하지 않는다는 점을 이용해 계산한다.

폐기물 1톤 중 건조고형물은 $1{,}000\ \mathrm{kg} \times (1-0.20) = 800\ \mathrm{kg}$ 이며, 건조 후 총량은 $\dfrac{800}{1-0.10} = 888.9\ \mathrm{kg}$ 이다.

제거된 수분량은 $1{,}000 - 888.9 = 111.1\ \mathrm{kg}$ 으로, 약 111kg/톤이다.

문제 50

슬러지를 개량(conditioning)하는 주된 목적은?

1슬러지의 영양인자를 충분히 유지하기 위함

2슬러지의 농축특성을 향상시키기 위함

3슬러지의 탈수성질을 향상시키기 위함

4슬러지의 소화효율을 향상시키기 위함

정답 및 해설

슬러지 개량(conditioning)은 응집제 투여나 세정, 열처리 등을 통해 슬러지의 탈수성을 향상시켜 이후 탈수공정의 효율을 높이는 것이 주된 목적이다.

영양인자 유지나 농축특성, 소화효율 향상은 개량의 직접적인 목적이 아니다.

문제 51

다음의 슬러지중 열량이 가장 높은 슬러지는?

1소화슬러지

2유지류의 스컴

3침사지 슬러지

41차 슬러지

정답 및 해설

유지류가 포함된 스컴(scum)은 지방·유지 성분 비중이 커서 다른 슬러지에 비해 발열량이 가장 높다.

소화슬러지·침사지 슬러지·1차 슬러지는 유기물 함량이나 분해 정도가 달라 스컴만큼 높은 열량을 갖지 않는다.

문제 52

폐기물 2000kg/d을 1일 10시간 가동하여 소각처리하려고 한다. 소각로내의 열부하가 40000kcal/m³ㆍhr이며 폐기물의 발열량이 500kcal/kg이라면 소각로의 부피는?

110m³

215m³

320m³

425m³

문제 53

소각로에서 연소효율을 높이기 위한 조건 중 3T에 해당되지 않는 것은?

1적당한 온도

2적당한 난류혼합

3충분한 연소시간

4적당한 산소공급

정답 및 해설

소각로의 연소효율을 좌우하는 3T는 온도(Temperature)·시간(Time)·혼합(Turbulence)이며, 산소 공급은 3T의 구성요소가 아니다.

적당한 산소(공기) 공급은 완전연소를 위해 필요하지만, 3T 개념 자체에는 포함되지 않는다.

문제 54

농축조의 표면적이 600m³, 투입슬러지량 1200m³/일, 고형물 농도가 3%일 때 고형물 부하(kg/m³ㆍ일)는? (단, 슬러지 비중은 1임)

160

280

3100

4120

정답 및 해설

고형물 부하는 농축조 단위 용적당 하루에 투입되는 고형물의 질량으로, 공식은 (투입슬러지량 × 고형물 농도) ÷ 농축조 용적이다. 슬러지 비중이 1이므로 투입슬러지량 1200m³/일은 곧 1200톤/일에 해당한다. 고형물 질량 = 1200톤/일 × 3% = 36톤/일 = 36,000kg/일이다. 고형물 부하 = 36,000kg/일 ÷ 600m³ = 60kg/m³ㆍ일이다.

문제 55

각종 폐수처리 공정에서 발생되는 슬러지를 소화시키는 목적이 아닌 것은?

1유기물을 분해시켜 안정화시킨다.

2슬러지의 무게와 부피를 감소시킨다.

3병원균을 죽이거나 통제할 수 있다.

4함수율을 높여 수송을 용이하게 할 수 있다.

정답 및 해설

슬러지 소화는 유기물을 분해해 안정화시키고, 무게·부피를 줄이며, 병원균을 사멸·억제하는 것이 목적이다.

수송을 쉽게 하려면 슬러지에 포함된 물을 줄여야 하므로 함수율은 오히려 낮추어야 한다. 함수율을 높여 수송을 용이하게 한다는 설명은 방향이 반대여서 소화의 목적이 될 수 없다.

문제 56

음의 굴절에 관한 다음 기술 중 틀린 것은?

1음파가 한 매질에서 타 매질로 통과할 때 구부러지는 현상이다.

2대기의 온도차에 의한 굴절은 온도가 낮은쪽으로 굴절한다.

3음원보다 상공의 풍속이 클 때 풍상측에서는 상공으로 굴절한다.

4밤(지표부근의 온도가 상공보다 저온)에 거리감쇠가 크다.

정답 및 해설

야간에는 지표 부근이 상공보다 저온인 기온역전이 나타나 상공의 음속이 지표보다 빨라지고, 이 때문에 음파가 지표 쪽으로 굴절해 더 멀리까지 전파된다.

따라서 밤에 거리감쇠가 크다는 설명은 틀린 것으로, 실제로는 역전층의 굴절 효과로 거리감쇠가 작아져 소음이 원거리까지 전달되기 쉽다.

매질 간 이동 시 굴절이 일어난다는 것, 온도차에 의한 굴절은 온도가 낮은 쪽으로 휜다는 것, 음원보다 상공 풍속이 클 때 풍상측에서 상공으로 굴절한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 57

소음공해에 대한 설명 중 잘못된 것은?

1감각공해이다.

2국소적, 다발적이다.

3축정성이 커, 난청을 유발한다.

4대책 후에 처리할 물질이 발생되지 않는다.

정답 및 해설

소음은 대기 중에 쌓이지 않고 발생과 동시에 소멸하는 비축적성 공해이므로, 축적성이 커서 난청을 유발한다는 설명은 옳지 않다.

소음공해는 사람의 청각에 작용하는 감각공해이며, 발생원 주변에 국한되는 국소적·다발적 특성을 갖고, 방지대책을 적용해도 별도의 처리 잔재물이 남지 않는다.

문제 58

다음 공해진동에 관련된 설명 중 틀린 것은?

1일반적으로 사람에게 피해를 주는 진동공해의 주파수는 1-90Hz이다

2사람에게 불쾌감을 주는 진동을 말한다.

3공해진동레벨은 60dB부터 80dB까지가 많다.

4수직진동은 50Hz이상에서 영향이 크다.

정답 및 해설

공해진동에서 인체 영향이 큰 수직진동은 대체로 $4\sim 8\ \mathrm{Hz}$ 대역에서, 수평진동은 $1\sim 2\ \mathrm{Hz}$ 대역에서 크게 나타나며, 50Hz 이상에서 영향이 크다는 설명은 옳지 않다.

공해진동의 주파수 범위가 대략 1~90Hz라는 것, 사람에게 불쾌감을 주는 진동이라는 것, 진동레벨이 흔히 60~80dB 수준으로 나타난다는 것은 모두 옳은 설명이다.

문제 59

음압이 10배 증가할 때 음압레벨의 변화량은?

13dB

26dB

310dB

420dB

정답 및 해설

음압레벨은 $SPL = 20\log_{10}\left(\dfrac{P}{P_0}\right)$ 로 정의되므로, 음압이 10배가 되면 $\Delta SPL = 20\log_{10}(10) = 20\ \mathrm{dB}$ 만큼 증가한다.

따라서 음압이 10배 증가할 때 음압레벨은 20dB 상승한다.

문제 60

음향파워레벨(PWL)이 100dB인 음원의 음향출력은?

10.01W

20.1W

31W

410W

정답 및 해설

음향파워레벨은 $PWL = 10\log_{10}\left(\dfrac{W}{W_0}\right)$ (기준음향출력 $W_0 = 10^{-12}\ \mathrm{W}$ )로 정의된다.

$100 = 10\log_{10}\left(\dfrac{W}{10^{-12}}\right)$ 에서 $\dfrac{W}{10^{-12}} = 10^{10}$ 이므로 $W = 10^{-2}\ \mathrm{W} = 0.01\ \mathrm{W}$ 가 된다.

따라서 이 음원의 음향출력은 0.01W이다.

환경기능사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

05년 3회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

후우드(hood)에 의한 일반적 흡인요령으로 알맞지 않은 것은?

1충분한 포착속도를 유지한다,

2후우드의 개구면적을 가능한 한 크게 한다.

3가능한 한 후우드를 발생원에 근접시킨다.

4국부적인 흡인방식을 택한다.

정답 및 해설

후드의 개구면적은 가능한 한 작게 하여 필요환기량을 줄여야 하므로, 개구면적을 크게 한다는 설명이 틀렸다.

충분한 포착속도를 유지해야 한다는 설명은 옳다.
후드를 발생원에 최대한 근접시켜야 한다는 설명도 옳다.
국부적인 흡인방식을 택해야 한다는 설명도 옳다.

문제 2

다음 중 일반적인 대기속에 가장 많은 량(부피)이 함유되어 있는 성분은?

1아르곤

2네온

3오존

4이산화탄소

정답 및 해설

아르곤은 질소·산소 다음으로 대기 중 부피비가 커서, 제시된 성분 중 가장 많은 양을 차지한다.

건조공기 기준으로 아르곤은 약 0.93%를 차지해 네온(약 0.0018%)이나 이산화탄소(약 0.03~0.04%), 미량 성분인 오존보다 훨씬 많다.

문제 3

연료가 연소할 때 발생하는 유리탄소가 응결하여 지름이 1㎛이상이 되는 입자상 물질을 무엇이라 하는가?

1매연(smoke)

2검댕(soot)

3훈연(fume)

4미스트(mist)

정답 및 해설

유리탄소가 응결되어 입경이 1㎛ 이상으로 커진 입자상 물질은 검댕(soot)이라 부른다.

이에 비해 매연(smoke)은 연소 과정에서 생기는 유리탄소 위주의 미세한 입자로 입경이 1㎛ 이하인 경우를 가리켜 구분된다.

문제 4

다음 중 흡수장치의 흡수액이 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?

1용해도가 작아야 한다.

2점성이 작아야 한다.

3휘발성이 작아야 한다.

4화학적으로 안정해야 한다.

정답 및 해설

흡수장치의 흡수액은 가스와의 반응·용해가 잘 이루어져야 하므로 용해도가 커야 하며, 용해도가 작아야 한다는 설명은 틀렸다.

용해도가 클수록 적은 흡수액량으로도 많은 가스를 흡수할 수 있어 흡수탑의 효율이 높아진다.

점성이 작아야 한다는 설명은 옳다(유동성이 좋아야 접촉효율이 높다).
휘발성이 작아야 한다는 설명도 옳다(흡수액 손실 방지).
화학적으로 안정해야 한다는 설명도 옳다.

문제 5

분자식 CmHn인 탄화수소 가스 1Sm³당 완전연소시 필요한 이론 산소량은?(단, mole 기준)

1m +n

2m +(n/2)

3m +(n/4)

4m +(n/8)

정답 및 해설

탄화수소 $C_mH_n$ 의 완전연소에 필요한 이론산소량은 $m+\dfrac{n}{4}$ mol로 결정된다.

완전연소 반응식은 $C_mH_n+\left(m+\dfrac{n}{4}\right)O_2 \rightarrow mCO_2+\dfrac{n}{2}H_2O$ 이며, 여기서 산소 앞의 계수가 바로 mole 기준 이론산소량이다.

문제 6

0℃, 760mmHg에서의 가스량이 100,000m³/hr이라 할 때 500℃,740mmHg에서의 가스량(m³/hr)은 얼마인가?

1275,699

2290,803

3390,803

4490,803

정답 및 해설

보일-샤를의 법칙으로 환산하면 500℃, 740mmHg에서의 가스량은 약 290,803 m³/hr가 된다.

$V_2=V_1\times\dfrac{T_2}{T_1}\times\dfrac{P_1}{P_2}$ 이고, $T_1=273\mathrm{K},\ T_2=773\mathrm{K}$ 이므로

$V_2=100{,}000\times\dfrac{773}{273}\times\dfrac{760}{740}\approx290{,}803\ \mathrm{m^3/hr}$

문제 7

1350kg/hr

2385kg/hr

3765kg/hr

4850kg/hr

정답 및 해설

탈황된 황이 전량 $CaSO_4$ 로 전환된다고 보면 부산물 생산량은 765 kg/hr이다.

중유 중 황량은 $20{,}000\ \mathrm{kg/hr}\times0.01=200\ \mathrm{kg\ S/hr}$ 이고, 탈황율 90%를 적용하면 회수되는 황은 $200\times0.9=180\ \mathrm{kg\ S/hr}$ 이다.

$CaSO_4$ 의 분자량은 136(Ca 40 + S 32 + O 64)이므로, 부산물량은 $180\times\dfrac{136}{32}=765\ \mathrm{kg/hr}$ 로 계산된다.

문제 8

어떤 집진장치 2개가 직렬로 연결되어 있을 때 1차 집진장치에서 90%,2차 집진장치에서 95%의 집진효율이라면 총집진효율(%)은 얼마인가?

197.5%

298.5%

399.5%

499.9%

정답 및 해설

직렬로 연결된 두 집진장치의 총집진효율은 99.5%로 계산된다.

총효율은 $\eta=1-(1-\eta_1)(1-\eta_2)=1-(1-0.9)(1-0.95)=1-0.005=0.995$ 이므로 99.5%가 된다.

문제 9

대기오염공정시험방법에서 방울수의 설명이 옳게 된 것은?

115℃에서 정제수 10방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

215℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

320℃에서 정제수 10방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

420℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 된다는 뜻

정답 및 해설

대기오염공정시험방법에서 방울수는 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1mL가 되는 것을 뜻한다.

온도와 방울 수 조건을 정확히 맞춘 정의만 옳으므로, 15℃ 기준이거나 10방울 기준으로 서술된 나머지 설명은 모두 틀렸다.

문제 10

도시지역에서 오염된 공기가 상승하면서 주변의 찬공기가 도시로 유입되어 오염물질의 거대한 지붕을 형성하는 것을 무엇이라 하는가?

1오존층 파괴

2스모그(smog)상승 현상

3열섬효과(heat island effect)

4온실효과(green house effect)

정답 및 해설

문제 11

유량이 일정하고 입구가스의 먼지농도가 15g/m³일 때 집진효율이 98%라면 출구가스 중의 먼지 농도는 얼마 인가?

10.10g/m³

20.20g/m³

30.30g/m³

40.40g/m³

정답 및 해설

집진효율 98%를 적용하면 출구가스의 먼지농도는 0.30 g/m³가 된다.

$C_{out}=C_{in}\times(1-\eta)=15\times(1-0.98)=0.3\ \mathrm{g/m^3}$ 로 계산된다.

문제 12

다음 집진장치 중 집진효율이 가장 낮은 것은?

1중력집진장치

2전기집진장치

3여과집진장치

4원심력집진장치

정답 및 해설

제시된 집진장치 중 중력집진장치가 집진효율이 가장 낮다.

문제 13

1일산화탄소(CO)

2염소(Cl₂)

3암모니아(NH₃)

4아황산가스(SO₂)

정답 및 해설

암모니아는 냉동기 냉매로 쓰이고 비료 제조의 원료이기도 해 해당 공정에서 대기오염물질로 배출된다.

문제 14

어느 집진장치의 압력손실이 400mmH₂O, 처리가스량이 50m³/sec인 송풍기 효율이 72%일 때 이 송풍기의 소요 동력은?

1202 kw

2261 kw

3273 kw

4296 kw

정답 및 해설

송풍기의 소요동력은 약 273 kW로 계산된다.

처리가스량을 분당 유량으로 바꾸면 $50\ \mathrm{m^3/sec}\times60=3{,}000\ \mathrm{m^3/min}$ 이고,

동력 $=\dfrac{Q\times \Delta P}{6120\times\eta}=\dfrac{3{,}000\times400}{6120\times0.72}\approx273\ \mathrm{kW}$ 로 구해진다.

문제 15

화력발전소에서 많은 량의 아황산가스(SO₂)가 배출 되고 있다. 이의 저감방법이 아닌 것은?

1저유황 연료사용

2고연돌 사용

3배기가스 탈황설비 설치

4연료중에 있는 유황분 제거

정답 및 해설

고연돌(굴뚝을 높이는 것)은 오염물질을 대기 중으로 넓게 확산시켜 지표 농도를 낮추는 방법일 뿐, SO₂ 배출량 자체를 줄이는 저감방법이 아니다.

저유황 연료 사용, 배기가스 탈황설비 설치, 연료 중 유황분 제거는 모두 SO₂ 발생량 또는 배출량을 실제로 줄이는 조치에 해당한다.

문제 16

용존산소에 가장 민감하다고 볼수 있는 미생물은?

1Bacteria

2Rotifer

3Sarcodina

4Ciliate

정답 및 해설

제시된 생물 중 윤충류(Rotifer)가 용존산소에 가장 민감하여, 포기조의 DO가 충분히 유지될 때에만 출현한다.

문제 17

여과사의 체분석 결과 다음 그림과 같은 도표를 얻었다. 이 여과사의 균등계수는 얼마인가?

23.75

31.6

40.625

문제 18

지하수의 특징으로 틀린 것은?

1유속이 대체로 느리다.

2국지적인 환경조건의 영향이 적다.

3세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이 된다.

4연중 수온의 변화가 매우 적다.

정답 및 해설

문제 19

하수고도처리를 위한 A₂/O 공법의 조구성에 해당되지 않는 것은?

1혐기조

2혼합조

3포기조

4무산소조

정답 및 해설

하수고도처리 A²/O 공법은 혐기조–무산소조–포기조의 순서로 구성되며, 혼합조는 이 공법의 구성 요소에 해당하지 않는다.

혐기조에서는 인 방출, 무산소조에서는 탈질(질산성질소의 질소가스화), 포기조에서는 유기물 분해와 질산화가 일어나는 구조다.

문제 20

1100

2125

3150

4200

정답 및 해설

폐수의 평균 BOD는 125 mg/L로 계산된다.

문제 21

다음 중 해역에서 적조의 주된 발생원인 물질은?

1수은

2산소

3염소

4질소

정답 및 해설

해역의 적조는 질소와 인 같은 영양염류가 과다하게 유입되어 부영양화가 일어나면서 플랑크톤이 급격히 증식해 발생한다.

수은, 염소는 영양염류가 아니라 독성물질에 해당하고, 산소는 오히려 적조 발생 시 소비되어 부족해지는 성분이다.

문제 22

직경이 30cm인 하수관에 유량20m³/min의 하수를 흘려보낸다면 유속은?(단, 하수관 단면적 모두에 하수가 가득 찬다고 가정함)

1약 3.2m/sec

2약 4.7m/sec

3약 6.5m/sec

4약 8.3m/sec

정답 및 해설

직경 30cm 하수관에 20m³/min의 유량이 흐를 때 유속은 약 4.7 m/sec이다.

문제 23

포기조의 유입수량은 2000m³/일이고 BOD총량은 250kg/일 일 때, BOD 용적부하율 0.4kg/m³,일로 하였다. 포기조 체류시간은 얼마인가?

112.5시간

210.5시간

38.5시간

47.5시간

정답 및 해설

포기조의 체류시간은 7.5시간으로 계산된다.

BOD 용적부하율로부터 포기조 용적은 $V=\dfrac{250\ \mathrm{kg/day}}{0.4\ \mathrm{kg/m^3\cdot day}}=625\ \mathrm{m^3}$ 이고,

체류시간은 $t=\dfrac{V}{Q}=\dfrac{625}{2000}=0.3125\ \mathrm{day}=7.5\ \mathrm{시간}$ 이 된다.

문제 24

pH가 3.5인 용액의 [H+]는 몇 mole/ℓ 인가?

12.36 × 10^-4

22.86 × 10^-4

33.16 × 10^-4

43.46 × 10^-4

정답 및 해설

pH 3.5인 용액의 수소이온농도는 $3.16\times10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$ 이다.

$[H^+]=10^{-\mathrm{pH}}=10^{-3.5}=10^{0.5}\times10^{-4}\approx3.16\times10^{-4}$ 로 계산된다.

문제 25

1약 9m³/kℓ VS

2약 10m³/kℓ VS

3약 11m³/kℓ VS

4약 12m³/kℓ VS

정답 및 해설

휘발성고형물이 전량 가스화된다고 보면 CH₄ 발생량은 약 9 m³/kL VS가 된다.

총고형물량 25,000mg/L을 kg/kL 단위로 바꾸면 25 kg/kL이고, 휘발성고형물 비율 60.5%를 곱하면 $25\times0.605\approx15.13\ \mathrm{kg\ VS/kL}$ 이다.

여기에 단위 VS당 가스발생량 $0.6\ \mathrm{m^3/kg\ VS}$ 를 곱하면 $15.13\times0.6\approx9.1\ \mathrm{m^3/kL}$ 로, 약 9m³/kL VS에 해당한다.

문제 26

DO측정시 종말점의 색깔은?

1무색

2적색

3청색

4황색

정답 및 해설

DO 측정(윙클러-아지드화나트륨법) 적정에서 전분지시약이 나타내던 청색이 사라지고 무색이 되는 지점이 종말점이다.

티오황산나트륨으로 적정하면서 유리된 요오드가 소비되어 전분-요오드 착색이 사라지므로, 무색이 될 때를 종말점으로 판정한다.

문제 27

살수여상의 매질과 관계가 없는 것은?

1미생물이 자랄 수 있는 표면

2폐수가 통과할 수 있는 공간

3공기가 통과할 수 있는 공간

4박테리아가 통과할 수 있는 공간

정답 및 해설

박테리아는 여재 표면에 부착생장(생물막)하는 것이지 여재 사이를 통과해 흐르는 존재가 아니므로, 이 항목이 매질의 기능과 가장 무관하다.

문제 28

레이놀즈수(Reynold`s number)를 증가시키는 것이 아닌 인자는?

1액체의 점성계수

2입자의 지름

3입자의 밀도

4입자의 침강속도

정답 및 해설

레이놀즈수는 $Re=\dfrac{\rho\, v\, d}{\mu}$ 로 정의되어 점성계수가 분모에 있으므로, 액체의 점성계수가 커지면 레이놀즈수는 오히려 감소한다.

문제 29

호수는 물의 깊이에 따라 수온성층이 나타난다. 이층에 해당되지 않는 것은?

1변수층

2표수층

3수온약층

4심수층

정답 및 해설

호수의 수온성층 구조는 표수층–수온약층–심수층의 세 층으로 구분되며, 변수층은 이 구분에 쓰이지 않는 명칭이다.

표수층은 표층의 순환대, 수온약층은 깊이에 따라 수온이 급격히 변하는 층, 심수층은 하부의 정체된 저온층을 가리킨다.

문제 30

포기조에서 DO가 5mg/ℓ 이었다. 다음 기술 중 가장 타당한 것은?

1DO가 부족하므로 처리가 잘 안된다.

2DO가 적절하게 유지되고 있다.

3과다 포기이다.

4SV가 증가할 것이다.

정답 및 해설

포기조의 적정 DO는 일반적으로 1~2mg/L 수준이므로, DO가 5mg/L라면 필요 이상으로 공기를 불어넣은 과다포기 상태로 보는 것이 타당하다.

문제 31

환경오염공정시험법에 규정한 온도에 대해 잘못된 것은?

1표준온도 0℃

2실온 1~35℃

3상온 15~25℃

4찬곳 4℃이하

정답 및 해설

환경오염공정시험법에서 찬 곳은 별도 규정이 없는 한 0~15℃의 장소를 뜻하므로, "4℃ 이하"라는 설명이 틀렸다.

표준온도 0℃, 상온 15~25℃, 실온 1~35℃라는 나머지 기준은 공정시험법의 정의와 일치한다.

문제 32

함수율 97%인 슬러지 20m³을 함수율 95%로 농축하였다면 슬러지의 부피는?

18m³

210m³

312m³

414m³

정답 및 해설

문제 33

폐수를 응집침전시키고자 할 때 유의사항을 나열한 것이다. 이중 관계가 가장 적은 것은?

1pH

2교반속도

3용존산소량

4응집제 첨가량

정답 및 해설

용존산소는 호기성 생물학적 처리에서 중요한 인자이지, 응집제를 이용한 물리화학적 침전 공정의 조건과는 직접적인 관련이 없다.

문제 34

활성오니 공법에서 슬러지 반송의 주된 목적은?

1영양물질 공급

2pH 조절

3DO 조절

4MLSS 조절

정답 및 해설

활성오니(활성슬러지) 공법에서 슬러지를 반송하는 주된 목적은 포기조 내의 MLSS(혼합액 부유물질) 농도를 일정하게 유지하기 위함이다.

반송슬러지를 통해 침전지에서 가라앉은 미생물을 다시 포기조로 되돌려 보내야 충분한 미생물량이 확보되어 유기물 분해가 안정적으로 이루어진다.

문제 35

Ca(OH)₂100ml를 중화하는데 염산(HCl) 0.02N 용액60ml가 소비되었다. Ca(OH)₂용액의 농도는 몇 N인가?

10.012N

20.024N

30.048N

40.096N

정답 및 해설

중화적정 결과 Ca(OH)₂ 용액의 농도는 0.012N으로 계산된다.

당량점에서는 $N_1V_1=N_2V_2$ 가 성립하므로 $N_1\times100=0.02\times60$ , 즉 $N_1=\dfrac{1.2}{100}=0.012\mathrm{N}$ 이 된다.

문제 36

어떤 물질을 분석한 결과 10000ppm의 결과를 얻었다. 이것을 %로 환산하면 얼마가 되겠는가?

10.1%

21%

310%

4100%

정답 및 해설

10,000ppm을 %로 환산하면 1%가 된다.

ppm은 백만분율(1/1,000,000), %는 백분율(1/100)이므로 1%는 10,000ppm에 해당한다. 따라서 10,000ppm은 그대로 1%가 된다.

문제 37

생활폐기물과 지정폐기물의 분류기준으로 가장 적절한 것은?

1발생원

2발생량

3유해성

4성상

정답 및 해설

유해성 여부가 생활폐기물과 지정폐기물을 가르는 핵심 분류기준이다.

문제 38

4,000,000ton/year의 쓰레기를 5000명의 인부가 수거하고 있다면 수거인부의 수거능력(MHT)은? (단, 수거인부의 1일 작업시간은 8시간,1년 작업일수 300일)

정답 및 해설

MHT(Man-Hour/Ton)는 폐기물 1톤을 수거하는 데 투입되는 총 작업시간으로 구한다.

연간 총 작업시간은 $5000\text{명} \times 8\mathrm{hr/day} \times 300\mathrm{day/year} = 12{,}000{,}000\ \mathrm{MH/year}$ 이다.

이를 연간 수거량으로 나누면 $\dfrac{12{,}000{,}000\ \mathrm{MH}}{4{,}000{,}000\ \mathrm{ton}} = 3\ \mathrm{MH/ton}$ 으로, MHT는 3이 된다.

문제 39

폐기물 중의 열량을 재활용하기 위한 방법 중 소각과 열분해의 공정한 차이점으로 가장 적절한 것은?

1공기의 공급여부

2처리온도의 높고낮음

3폐기물의 유해성 존재여부

4폐기물증의 탄소성분 여부

정답 및 해설

소각과 열분해를 가르는 공정상의 핵심 차이는 공기(산소) 공급 여부이다.

처리온도나 유해성 존재 여부, 탄소성분 여부는 두 공정을 가르는 본질적 기준이 아니다.

문제 40

폐기물 파쇄처리 목적과 가장 거리가 먼 것은?

1겉보기 비중의 감소

2특정성분의 분리

3고체의 치밀한 혼합

4부식효과 촉진

정답 및 해설

폐기물 파쇄의 목적은 겉보기 비중을 증가시켜 부피를 줄이는 데 있으므로, 겉보기 비중의 감소는 파쇄 목적과 가장 거리가 멀다.

특정성분의 분리는 파쇄 후 선별을 용이하게 하는 목적에 해당한다.
고체의 치밀한 혼합은 파쇄를 통해 물질을 균질화하는 목적에 해당한다.
부식효과 촉진은 표면적 증가로 미생물 분해·부식이 촉진되는 목적에 해당한다.

문제 41

호기성과 비교하여 혐기성으로 슬러지를 처리할 때의 단점이라 볼수 없는 것은?

1비료가치가 작다.

2운전이 까다롭다.

3관리비가 많이 든다.

4소화속도가 늦다.

정답 및 해설

소화 슬러지의 비료가치가 호기성 처리에 비해 작은 것은 실제 단점이다.
pH·온도 등에 민감해 운전이 까다로운 것은 실제 단점이다.
소화속도가 느려 체류시간이 긴 것은 실제 단점이다.

문제 42

아래로부터 가스를 주입하여 모래를 띄운후 가열시켜 상부에서 폐기물을 주입하여 연소시키는 소각로는?

1스토카식

2다단로

3유동상

4액체주입형

정답 및 해설

가스를 하부에서 주입해 모래층을 유동시키고 그 위에서 폐기물을 투입해 연소시키는 방식은 유동상(fluidized bed) 소각로의 전형적인 구조이다.

스토카식은 화격자 위에서, 다단로는 여러 단의 노상을 거치며, 액체주입형은 노즐로 분사해 연소시키는 방식으로 모래 유동층을 이용하지 않는다.

문제 43

혐기성 소화방법으로 쓰레기를 처분하려고 한다. 연료로 쓰일수 있는 가스를 많이 얻으려면 다음 중 어떤 성분이 특히 많아야 유리한가?

1질소

2탄소

3산소

4인

정답 및 해설

혐기성 소화로 연료용 가스(메탄)를 많이 얻으려면 원료에 탄소 성분이 풍부해야 유리하다.

메탄가스는 유기물 중 탄소가 미생물에 의해 분해되며 생성되므로, 탄소 함량이 높을수록 가스 발생량이 늘어난다.

질소, 산소, 인은 미생물 영양원이나 보조 성분으로 작용할 뿐, 가스 생성량을 직접 늘리는 주성분은 아니다.

문제 44

슬러지에 열과 압력을 작용시켜 용존산소에 의하여 화학적으로 슬러지 내의 유기물을 산화시키는 방법은?

1포졸란(Pozzolan) 공법

2초임계(Supercritical) 공법

3임호프(Imhoff) 공법

4짐머만(Zimmerman) 공법

정답 및 해설

슬러지에 열과 압력을 가하고 용존산소를 이용해 슬러지 내 유기물을 화학적으로 산화시키는 처리법은 습식산화법(짐머만 공법)이다.

문제 45

슬러지 중의 고형물 함량은 40%이고 고형물의 건조 줄양이 500kg이라 할 때 이 슬러지 총량은? (단, 슬러지 비중은 1.0으로 한다.)

1500kg

2750kg

31,250kg

41,850kg

정답 및 해설

슬러지 총량은 고형물량을 고형물 함량비로 나누어 구한다.

$\dfrac{500\ \mathrm{kg}}{0.4} = 1{,}250\ \mathrm{kg}$ 이므로 이 슬러지의 총량은 1,250kg이다.

문제 46

매립지에서 발생하는 가스조성에서 가장 많은 구성 비율을 가지는 것은?(단, 정상적으로 안정화된 상태)

1CO₂ - H₂

2CO₂ - O₂

3CH₄ - H₂

4CH₄ - CO₂

정답 및 해설

매립지가 정상적으로 안정화된 상태(혐기성 메탄생성 단계)에서는 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)가 가스 조성의 대부분을 차지한다.

매립 초기의 호기성·산생성 단계에서는 CO₂ 비율이 높지만, 안정화 이후에는 CH₄가 우세해지며 두 성분의 합이 가스 조성의 대부분을 이룬다.

문제 47

우리나라의 도시쓰레기 발생과 처리특성에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

1발생량을 계절과 생활양식에 따라 다르게 나타난다.

2수거, 운반 비용이 폐기물 관리비용의 대부분을 차지한다.

3도시폐기물의 대부분은 소각에 의존하고 있다.

4종량제 실시 이후 재활용율이 증가하였다.

정답 및 해설

발생량이 계절과 생활양식에 따라 달라진다는 것은 옳은 설명이다.
수거·운반비가 폐기물 관리비용의 대부분을 차지한다는 것은 옳은 설명이다.
종량제 실시 이후 재활용률이 증가했다는 것은 옳은 설명이다.

문제 48

압축기를 사용하여 폐기물을 압축시켰더니 처음부피의 75%가 되었다면 압축비는?

11.27

21.33

31.67

42.50

정답 및 해설

문제 49

수분함량이 20%인 폐기물을 건조시켜 수분함량이 10%로 만들려면 폐기물 1톤당 제거해야 할 수분량은?

189 kg/톤

2111 kg/톤

3124 kg/톤

4157 kg/톤

정답 및 해설

건조 전후 건조고형물의 양은 변하지 않는다는 점을 이용해 계산한다.

폐기물 1톤 중 건조고형물은 $1{,}000\ \mathrm{kg} \times (1-0.20) = 800\ \mathrm{kg}$ 이며, 건조 후 총량은 $\dfrac{800}{1-0.10} = 888.9\ \mathrm{kg}$ 이다.

제거된 수분량은 $1{,}000 - 888.9 = 111.1\ \mathrm{kg}$ 으로, 약 111kg/톤이다.

문제 50

슬러지를 개량(conditioning)하는 주된 목적은?

1슬러지의 영양인자를 충분히 유지하기 위함

2슬러지의 농축특성을 향상시키기 위함

3슬러지의 탈수성질을 향상시키기 위함

4슬러지의 소화효율을 향상시키기 위함

정답 및 해설

슬러지 개량(conditioning)은 응집제 투여나 세정, 열처리 등을 통해 슬러지의 탈수성을 향상시켜 이후 탈수공정의 효율을 높이는 것이 주된 목적이다.

영양인자 유지나 농축특성, 소화효율 향상은 개량의 직접적인 목적이 아니다.

문제 51

다음의 슬러지중 열량이 가장 높은 슬러지는?

1소화슬러지

2유지류의 스컴

3침사지 슬러지

41차 슬러지

정답 및 해설

유지류가 포함된 스컴(scum)은 지방·유지 성분 비중이 커서 다른 슬러지에 비해 발열량이 가장 높다.

소화슬러지·침사지 슬러지·1차 슬러지는 유기물 함량이나 분해 정도가 달라 스컴만큼 높은 열량을 갖지 않는다.

문제 52

110m³

215m³

320m³

425m³

문제 53

소각로에서 연소효율을 높이기 위한 조건 중 3T에 해당되지 않는 것은?

1적당한 온도

2적당한 난류혼합

3충분한 연소시간

4적당한 산소공급

정답 및 해설

소각로의 연소효율을 좌우하는 3T는 온도(Temperature)·시간(Time)·혼합(Turbulence)이며, 산소 공급은 3T의 구성요소가 아니다.

적당한 산소(공기) 공급은 완전연소를 위해 필요하지만, 3T 개념 자체에는 포함되지 않는다.

문제 54

농축조의 표면적이 600m³, 투입슬러지량 1200m³/일, 고형물 농도가 3%일 때 고형물 부하(kg/m³ㆍ일)는? (단, 슬러지 비중은 1임)

160

280

3100

4120

정답 및 해설

문제 55

각종 폐수처리 공정에서 발생되는 슬러지를 소화시키는 목적이 아닌 것은?

1유기물을 분해시켜 안정화시킨다.

2슬러지의 무게와 부피를 감소시킨다.

3병원균을 죽이거나 통제할 수 있다.

4함수율을 높여 수송을 용이하게 할 수 있다.

정답 및 해설

슬러지 소화는 유기물을 분해해 안정화시키고, 무게·부피를 줄이며, 병원균을 사멸·억제하는 것이 목적이다.

문제 56

음의 굴절에 관한 다음 기술 중 틀린 것은?

1음파가 한 매질에서 타 매질로 통과할 때 구부러지는 현상이다.

2대기의 온도차에 의한 굴절은 온도가 낮은쪽으로 굴절한다.

3음원보다 상공의 풍속이 클 때 풍상측에서는 상공으로 굴절한다.

4밤(지표부근의 온도가 상공보다 저온)에 거리감쇠가 크다.

정답 및 해설

따라서 밤에 거리감쇠가 크다는 설명은 틀린 것으로, 실제로는 역전층의 굴절 효과로 거리감쇠가 작아져 소음이 원거리까지 전달되기 쉽다.

문제 57

소음공해에 대한 설명 중 잘못된 것은?

1감각공해이다.

2국소적, 다발적이다.

3축정성이 커, 난청을 유발한다.

4대책 후에 처리할 물질이 발생되지 않는다.

정답 및 해설

소음은 대기 중에 쌓이지 않고 발생과 동시에 소멸하는 비축적성 공해이므로, 축적성이 커서 난청을 유발한다는 설명은 옳지 않다.

문제 58

다음 공해진동에 관련된 설명 중 틀린 것은?

1일반적으로 사람에게 피해를 주는 진동공해의 주파수는 1-90Hz이다

2사람에게 불쾌감을 주는 진동을 말한다.

3공해진동레벨은 60dB부터 80dB까지가 많다.

4수직진동은 50Hz이상에서 영향이 크다.

정답 및 해설

문제 59

음압이 10배 증가할 때 음압레벨의 변화량은?

13dB

26dB

310dB

420dB

정답 및 해설

음압레벨은 $SPL = 20\log_{10}\left(\dfrac{P}{P_0}\right)$ 로 정의되므로, 음압이 10배가 되면 $\Delta SPL = 20\log_{10}(10) = 20\ \mathrm{dB}$ 만큼 증가한다.

따라서 음압이 10배 증가할 때 음압레벨은 20dB 상승한다.

문제 60

음향파워레벨(PWL)이 100dB인 음원의 음향출력은?

10.01W

20.1W

31W

410W

정답 및 해설

음향파워레벨은 $PWL = 10\log_{10}\left(\dfrac{W}{W_0}\right)$ (기준음향출력 $W_0 = 10^{-12}\ \mathrm{W}$ )로 정의된다.

$100 = 10\log_{10}\left(\dfrac{W}{10^{-12}}\right)$ 에서 $\dfrac{W}{10^{-12}} = 10^{10}$ 이므로 $W = 10^{-2}\ \mathrm{W} = 0.01\ \mathrm{W}$ 가 된다.

따라서 이 음원의 음향출력은 0.01W이다.