[수질환경기사 필기] 24년 3회차 시험지 PDF 다운로드

Bronsted-Lowry 정의는 반대로 서술되어 있어 이 설명이 틀렸다.

Bronsted-Lowry 이론에서 산은 양성자(H+)를 내놓는 물질이고, 양성자를 받아들이는 분자나 이온은 산이 아니라 염기이다.

• Lewis는 전자쌍을 받는 화학종을 산으로 정의하므로 옳은 설명이다.
• Arrhenius는 수용액에서 OH^-를 내놓는 물질을 염기로 정의하므로 옳은 설명이다.
• 활성 금속이 산과 반응해 수소 기체를 발생시키는 것도 산의 일반적 성질로 옳은 설명이다.

이론적 최종 BOD는 약 63mg/L이다.

유기물이 완전산화될 때 필요한 산소량은 $C_6H_{11}ON_2 + 6.75O_2 \rightarrow 6CO_2 + 4H_2O + 2NH_3$의 화학양론에서 구한다.

물질 1 mol(분자량 127)당 산소 6.75 mol(질량 216g)이 소요되므로
$BOD_u = 37 \times \dfrac{216}{127}$
이 되어 약 63mg/L로 계산된다.

콜로이드의 틴들현상(Tyndall effect)은 빛의 진로를 오히려 보이게 만든다.

콜로이드 입자가 빛을 산란시키기 때문에 광선을 비추면 빛의 진로가 뚜렷하게 관찰되며, "진로를 볼 수 없게 된다"는 서술은 현상을 반대로 설명한 것이다.

• 브라운 운동(불규칙 운동)은 콜로이드 입자와 분산매의 충돌로 나타나는 옳은 설명이다.
• 비표면적이 커서 흡착력이 크다는 것도 콜로이드의 일반적 특성이다.
• 콜로이드 입자가 전하를 띠는 것(전기영동 현상의 근거) 역시 옳은 설명이다.

분뇨는 고액분리가 어렵다는 점에서 이 설명이 틀렸다.

분과 뇨의 부피비는 대략 1:8~1:10으로 알려져 있으나, 분뇨는 점도가 높고 고형물이 미세하게 분산되어 있어 고액분리가 쉽지 않은 것이 특징이다.

• 분뇨 내 질소화합물이 알칼리도를 높여 pH 저하를 완충한다는 설명은 옳다.
• 분의 VS 중 질소화합물이 12~20% 정도라는 것도 일반적으로 알려진 수치이다.
• 분뇨가 다량의 유기물을 포함한 점성 있는 반고상 물질이라는 설명도 옳다.

세포 비증식계수는 약 0.27hr^-1이다.

Monod식은
$\mu = \mu_{max}\dfrac{S}{K_s+S}$
로 나타낸다.

S=100mg/L, K_s=30mg/L, μ_max=0.35hr^-1을 대입하면
$\mu = 0.35\times\dfrac{100}{30+100}$
이 되어 약 0.27hr^-1로 계산된다.

농황산의 몰농도는 약 18mol/L이다.

몰농도는
$M = \dfrac{\text{비중}\times 1000\times \text{순도}}{\text{분자량}}$
로 구한다.

비중 1.84, 순도 96%, 황산(H₂SO₄) 분자량 98을 대입하면
$M = \dfrac{1.84\times 1000\times 0.96}{98}$
이 되어 약 18mol/L로 계산된다.

호기성 상태에서는 암모니아성 질소가 오히려 질산화되어 감소하므로 이 설명이 틀렸다.

유기물이 과다 유입되어 혐기성 상태가 되면 황산염이 환원되어 H₂S가 발생하고 유기질소가 암모니아성 질소로 전환되어 증가하지만, 호기성 상태에서는 질산화 세균에 의해 암모니아성 질소가 질산성 질소로 산화되어 오히려 감소한다.

• 유기물 분해로 세포합성·에너지대사가 이루어진다는 설명은 옳다.
• 무산소 상태에서 탈질세균이 질산이온을 전자수용체로 이용한다는 설명도 옳다.
• 유기물이 어느 정도 분해되어 영양염류가 늘면 조류 증식이 촉진될 수 있다는 설명도 옳다.

해수의 염소이온 농도는 약 19,000ppm 수준으로, 35,000ppm은 염소이온이 아니라 총 염분(salinity) 값이므로 이 설명이 틀렸다.

해수의 평균 염분(salinity)은 약 35‰(35,000ppm 상당)이지만 그중 염소이온이 차지하는 수치 자체는 약 19,000mg/L 정도이다.

• 해수의 Mg/Ca 농도비가 담수보다 훨씬 큰 3~4 수준이라는 설명은 옳다.
• 해수가 탄산수소이온으로 포화된 상태라는 설명도 옳다.
• 해수 전체 질소 중 암모니아성·유기질소가 상당 비율을 차지한다는 설명도 옳다.

수면에 막이 형성되는 것 자체는 어패류 폐사의 직접 원인으로 보지 않는다.

적조에 의한 어패류 폐사는 주로 아가미 폐색, 독성물질 분비, 적조생물의 사후분해에 따른 부패산물·산소 결핍 등 직접적인 생리적 피해와 관련이 있으며, 수면막 형성은 이러한 직접적 폐사 기작으로 보기 어렵다.

우리나라 수자원 이용량 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 농업용수이다.

연간 물 이용량을 용도별로 보면 농업용수가 전체의 상당 부분을 차지하며, 생활용수·공업용수·유지용수는 그보다 적은 비중을 차지한다.

정지기에 해당하는 감소성장단계가 미생물 개체수는 최대이지만 죽은 세포의 원형질까지 포함한 전체 중량이 생존 세포 중량보다 커지는 단계이다.

대수성장단계 이후 영양물질이 고갈되면서 증식속도와 사멸속도가 균형을 이루는 감소성장(정지)단계에서는 개체수가 최고치에 이르지만 일부 사멸한 세포가 잔존해 전체 원형질 중량이 살아있는 세포의 중량보다 크게 나타난다.

산소(O₂) 농도는 광합성보다는 호흡과 관련된 인자이므로 광합성의 직접적 영향인자로 보기 어렵다.

광합성은 빛의 강도·파장과 온도, CO₂ 농도 등에 의해 좌우되며, O₂ 농도는 광합성 반응 자체를 촉진·제한하는 핵심 인자로 취급되지 않는다.

PbSO₄의 용해도적은 약 1.57×10^-8이다.

몰용해도는
$S = \dfrac{0.038}{303}$
이며 계산하면 약 1.254×10^-4mol/L이다.

PbSO₄는 Pb²⁺와 SO₄^2-로 1:1 해리하므로
$K_{sp} = S^2 = (1.254\times10^{-4})^2$
가 되어 약 1.57×10^-8로 계산된다.

20℃ 포화 DO(약 9.1mg/L)를 초과하는 11.3mg/L는 과포화 상태이며, 이는 조류의 광합성 활동으로 설명된다.

수온 20℃에서 대기압 기준 포화 용존산소 농도는 약 9mg/L 수준인데, 이를 웃도는 값은 조류가 왕성하게 번식하며 광합성으로 산소를 과다 생산했을 가능성을 시사한다.

총알칼리도는 P-알칼리도와 M-알칼리도를 단순히 합친 값이 아니다.

M-알칼리도(총알칼리도, pH 4.5까지의 산 소비량 기준)는 그 자체가 수산화물·탄산염·중탄산염을 모두 포함한 값이며, P-알칼리도는 그 일부(수산화물과 탄산염의 절반)만을 나타내므로 두 값을 더하는 것이 아니다.

알칼리도는
$Alkalinity(mg/L\ as\ CaCO_3) = \dfrac{a\times N\times 50000}{V}$
로 계산하며(a: 소비된 산의 부피, N: 산의 농도, V: 시료량), 이 값은 부식 지표인 Langelier 포화지수 산정에도 활용된다.

지하수는 유동이 느리고 접촉면적이 제한적이어서 자정작용 속도가 느리다.

지하수는 수온변동이 적고 탁도가 낮으며 미생물과 오염물질이 적고 무기염류·경도가 높은 것이 일반적 특징이지만, 자정속도는 지표수보다 느리다는 것이 통상적으로 알려진 사실이다.

생물학적으로 분해 불가능한 불용성 COD는 약 372.5mg/L이다.

먼저 불용성(입자성) COD는 전체 COD에서 용존 COD를 뺀 값이므로
$COD_{particulate} = 1583 - 948 = 635$
이다.

불용성 성분 중 생분해 가능한 부분은 불용성 BOD_u이며, 전체 BOD_u와 용존 BOD_u를 BOD_u/BOD₅=1.5로 환산해 구하면
$BOD_{u,total}=659\times1.5=988.5,\ BOD_{u,soluble}=484\times1.5=726$
이므로 불용성 생분해 BOD_u는 988.5-726=262.5mg/L이다. 따라서 $635-262.5=372.5$mg/L가 분해 불가능한 불용성 COD가 된다.

스트론튬을 90% 감소시키는 데 필요한 저장기간은 약 97년이다.

1차 반응 속도상수는
$k = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}} = \dfrac{0.693}{29}$
로 약 0.0239yr^-1이다.

90% 감소는 10%만 남는 것이므로
$t = \dfrac{\ln(1/0.1)}{k} = \dfrac{2.303}{0.0239}$
가 되어 약 97년으로 계산된다.

동일 용량이라면 CFSTR의 처리효율은 PFR보다 낮다.

CFSTR은 유입액이 즉시 반응조 전체로 희석·혼합되어 유출되므로 반응물 농도가 항상 낮게 유지되어 반응속도가 떨어지며, 그 결과 같은 부피의 PFR보다 제거효율이 낮은 것이 일반적이다.

• 완전혼합으로 인해 충격부하·부하변동에 강하다는 설명은 옳다.
• 유입액의 일부가 혼합 즉시 유출된다는 설명도 CFSTR의 전형적 특징으로 옳다.

이론적으로 필요한 인(P) 농도는 약 3.7mg/L이다.

Glucose의 완전산화 반응식에서 필요 산소량 비는 분자량비로 구해지므로
$BOD_u = 500\times\dfrac{192}{180} = 533.3mg/L$
이다(BOD_u=COD로 간주).

K₁=0.1day^-1(상용대수)이므로
$BOD_5 = BOD_u(1-10^{-K_1t}) = 533.3\times(1-10^{-0.5})$
가 되어 약 364.7mg/L이며, BOD₅:P=100:1이므로 $P = 364.7/100$로 약 3.7mg/L가 된다.

말굽형 관거는 단면형상이 복잡해 오히려 시공성이 떨어진다.

말굽형(마제형) 관거는 대구경에서 경제적이고 수리학적으로 유리하며 상반부 아치작용으로 역학적으로도 유리하지만, 단면 형상이 복잡하여 시공이 까다로운 것이 단점으로 꼽힌다.

자연유하식 도수관의 평균유속 최소한도는 0.3m/sec이다.

도수관은 유속이 지나치게 느리면 침전물이 퇴적되므로 최소 0.3m/sec 이상을 확보하도록 설계하며, 최대유속은 통상 3.0m/sec를 넘지 않도록 한다.

취수보는 원칙적으로 하천의 직선부에 설치해야 하므로 곡선부 설치를 언급한 이 설명이 틀렸다.

취수보는 홍수 유심방향과 평행한 직선형 구조로 하되, 하상이 안정된 직선구간에 설치하는 것이 원칙이며 곡선부는 유황이 불안정해 피해야 한다.

• 유심이 취수구에 가깝고 하상변화가 적은 지점을 택한다는 설명은 옳다.
• 철근콘크리트 구조를 원칙으로 한다는 설명도 옳다.
• 상류 하천공작물에 미치는 영향이 적은 지점에 설치한다는 설명도 옳다.

우천시 오수 월류는 분류식이 아니라 합류식의 문제점이므로 이 설명이 틀렸다.

분류식은 오수관과 우수관을 별도로 부설하므로 우천 시 우수가 오수관으로 유입되어 처리장으로 오수가 월류하는 현상이 원칙적으로 발생하지 않는다. 이는 합류식에서 나타나는 대표적 단점이다.

• 토사 유입이 있지만 합류식만큼 심하지 않다는 설명은 옳다.
• 관거오접에 대한 철저한 감시가 필요하다는 설명도 분류식의 특징으로 옳다.
• 관거 내 퇴적이 적으나 수세효과를 기대하기 어렵다는 설명도 옳다.

관경 600mm 이하 관거의 맨홀 최대간격 표준은 75m이다.

하수도 설계기준상 관거 직선부의 맨홀 최대간격은 관경에 따라 다르며, 600mm 이하는 75m, 관경이 커질수록 간격 기준도 늘어난다.

집수매거의 매설깊이는 통상 1.0m를 훨씬 넘는 충분한 깊이로 설치해야 하므로 "1.0m 이하"라는 서술이 틀렸다.

집수매거는 세굴이나 오염을 피하고 안정적인 취수를 위해 하상으로부터 충분한 깊이(통상 수 m 이상)를 확보해 매설하는 것이 원칙이다.

• 매거의 길이는 양수시험 결과에 따라 정한다는 설명은 옳다.
• 완경사로 하고 유출단 평균유속을 1.0m/sec 이하로 한다는 설명도 옳다.
• 세굴 우려가 있는 제외지에서는 철근콘크리트틀 등으로 방호한다는 설명도 옳다.

일반적으로 펌프는 용량이 클수록 효율이 높아지는 경향이 있으므로 "저용량일수록 효율이 높다"는 서술은 틀렸다.

펌프 선정 시에는 최대효율점 부근에서 운전되도록 용량·대수를 정하고 동일 용량으로 통일해 유지관리를 단순화하는 것이 바람직하지만, 무조건 저용량을 지향하는 것은 효율 측면에서 타당하지 않다.

• 최대효율점 부근에서 운전하도록 용량·대수를 결정한다는 설명은 옳다.
• 동일 용량으로 설치대수를 최소화한다는 설명도 옳다.
• 막힘이 없고 부식·마모가 적어야 한다는 설명도 옳다.

합리식으로 계산한 우수량은 약 21.7m³/sec이다.

합리식은
$Q = \dfrac{1}{360}CIA$
(C: 유출계수, I: mm/hr, A: ha)로 나타낸다.

강우강도 2mm/min=120mm/hr, 면적 1.0km²=100ha, C=0.65를 대입하면
$Q = \dfrac{1}{360}\times0.65\times120\times100$
이 되어 약 21.7m³/sec로 계산된다.

매설관이 받는 하중은 약 9.7t/m이다.

Marston 공식은
$W = C_1\gamma B^2$
(C₁: 하중계수, γ: 흙의 단위중량, B: 도랑 폭)으로 나타낸다.

C₁=1.5, γ=2.0t/m³, B=1.8m을 대입하면
$W = 1.5\times2.0\times1.8^2$
이 되어 약 9.7t/m로 계산된다.

Bar rack의 손실수두는 약 0.0519m이다.

Kirschmer 공식은
$h_L = \beta\left(\dfrac{w}{b}\right)^{4/3}h_v\sin\theta$
이며, 원형봉의 형상계수 β=1.79를 사용한다.

봉 지름 w=20mm, 유효간격 b=25mm, 접근유속 v=1.0m/s($h_v=v^2/2g=0.051m$), θ=50°를 대입하면
$h_L = 1.79\times(20/25)^{4/3}\times0.051\times\sin50^\circ$
이 되어 약 0.0519m로 계산된다.

완속여과지 모래면 위 수심의 표준은 90~120cm이다.

완속여과지는 여과층 위에 충분한 수심을 확보해 유입수두를 안정시키며, 설계기준상 모래면 위 수심을 90~120cm로 두는 것이 표준이다.

투수계수 k는 약 0.043 m/분이다.

천정호(자유면 지하수) 양수량은
$Q = \pi k\dfrac{H^2-h^2}{\ln(R/r)}$
로 나타낸다.

H=6m, h=4m, R=50m, r=0.5m, Q=10L/sec=0.01m³/s를 대입해 k에 대해 풀면
$k = \dfrac{Q\ln(R/r)}{\pi(H^2-h^2)} = \dfrac{0.01\times\ln(100)}{\pi\times20}$
이 되어 약 0.00073m/s, 분단위로 환산하면 약 0.043m/분이 된다.

오수관거의 최소관경은 200mm를 표준으로 한다.

하수관거 설계기준상 오수관거는 폐쇄나 막힘을 방지하기 위해 200mm 이상을 최소관경으로 적용한다(우수관거·합류관거는 이보다 큰 250mm를 표준으로 함).

접촉산화법은 접촉제에 부착된 생물량을 비교적 쉽게 조정할 수 있어 운전조건 변화에 대응하기 쉬운 공법이므로 이 설명이 틀렸다.

접촉산화법은 접촉제의 부착생물량을 임의로 조정함으로써 부하변동 등 조작조건 변화에 대응하기 용이한 것이 특징이며, 이는 반송슬러지가 필요 없는 것과 함께 장점으로 꼽힌다.

• 반송슬러지가 필요 없어 운전관리가 쉽다는 설명은 옳다.
• 생물상이 다양해 처리효과가 안정적이라는 설명도 옳다.
• 접촉제가 조 내부에 있어 부착생물량을 직접 확인하기 어렵다는 설명도 옳다.

Al₂O₃ 함량이 가장 높은 고형 황산알루미늄(15%)이 같은 주입량 기준으로 알칼리도를 가장 크게 소모한다.

황산알루미늄은 물속 알칼리도(중탄산염)와 반응하며 산도를 소비하므로 활성성분(Al₂O₃) 함량이 높을수록 동일 주입량당 알칼리도 소모량이 커진다. 반면 폴리염화알루미늄(PAC)은 이미 일부가 염기화(중화)되어 있어 염기도가 높을수록 알칼리도 소모가 오히려 작아진다.

개거를 횡단할 때 급수관은 원칙적으로 개거 아래로 부설해야 하므로 "위로 부설한다"는 서술이 틀렸다.

급수관이 개거(개방수로)를 횡단하는 경우 노출로 인한 동결·파손을 막기 위해 개거 하부로 매설하는 것이 원칙이며, 부득이 위로 부설할 경우에는 방호조치가 필요하다.

• 공공도로 부설 시 다른 매설물과 30cm 이상 간격을 두어야 한다는 설명은 옳다.
• 되메우기 시 양질토·모래로 다짐한다는 설명도 옳다.
• 동결·결로 우려 부위에 방한·결로방지조치를 한다는 설명도 옳다.

재이용시설에서 발생하는 농축수는 공공하수처리시설로 반류시켜 처리하는 것이 원칙이므로 "반류하지 않도록 한다"는 서술이 틀렸다.

하수처리수 재이용시설의 농축수·역세수 등 부산물은 별도 처리 대신 기존 공공하수처리시설로 반송해 함께 처리하도록 계획하는 것이 일반적이다.

• 처리시설 위치를 공공하수처리시설 부지 내로 하는 원칙은 옳다.
• 공급관로를 계획시간최대유량 기준으로 계획하는 것도 옳다.
• 저장시설·펌프장을 일최대공급유량 기준으로 계획하는 것도 옳다.

입자간 상호작용으로 주변 입자의 침강이 방해받는 중간 농도 침전은 제3형 침전(계면침전, 지역침전)에 해당한다.

제1형(독립침전)은 입자가 서로 간섭 없이 개별적으로 침강하고, 제2형(응집침전)은 입자가 응집하며 침강속도가 변하는 낮은 농도의 현상이다. 반면 제3형(계면침전)은 입자 농도가 충분히 높아 입자들이 서로 얽혀 일정한 경계면(계면)을 이루며 집단으로 침강하는 현상이다. 제4형(압밀침전)은 이보다 더 고농도에서 슬러지 자체 무게로 압밀되는 현상이다.

정밀여과(MF)의 분리 형태는 체거름(sieving) 방식이며, "용해·확산"은 역삼투(RO) 등의 분리 기작이므로 이 설명이 틀렸다.

정밀여과막은 대칭형 다공성 막(pore size 0.1~10μm)을 통해 입자를 물리적으로 걸러내는 체거름 방식으로 분리하며, 구동력은 정수압차(0.1~1bar) 정도로 낮다.

• 구동력이 정수압차(0.1~1bar)라는 설명은 옳다.
• 막형태가 대칭형 다공성막(0.1~10μm)이라는 설명도 옳다.
• 전자공업 초순수 제조, 무균수 제조 등에 적용된다는 설명도 옳다.

열처리는 세포 구조 파괴와 결합수의 유리수화를 통해 탈수성을 개선하는 방법이지, "응결핵 생성"은 열처리가 아니라 화학적 응집(약품첨가)의 기전이므로 이 설명이 가장 거리가 멀다.

열처리(가열 개량)는 슬러지를 고온·고압에서 처리해 세포벽을 파괴하고 결합수를 유리수로 전환시켜 탈수 효율을 높이는 방법이며, 입자의 응결핵을 만들어 개량하는 것은 고분자·무기 응집제 첨가의 작용 기전에 해당한다.

• 고분자 응집제 첨가가 슬러지 응결을 촉진한다는 설명은 옳다.
• 무기약품 첨가로 pH를 바꾸어 무기질 비율과 안정성을 높인다는 설명도 옳다.
• 세정으로 혐기성 소화슬러지의 알칼리도를 낮춰 산성금속염 주입량을 줄인다는 설명도 옳다.

SBR은 단일 반응조에서 유량조정 기능도 겸하기 때문에 충격부하·첨두유량에 대한 대응성이 오히려 강한 공법이므로 이 설명이 틀렸다.

SBR은 유입-반응-침전-유출을 한 조에서 순차적으로 운전하며 필요시 사이클 시간을 조정할 수 있어 부하변동 대응성이 우수한 것이 장점으로 꼽힌다.

• 1주기 내 호기·무산소·혐기 조건을 설정해 질산화·탈질을 도모한다는 설명은 옳다.
• 대용량 처리장에는 적용이 어렵다는 설명도 옳다(다수 반응조 필요).
• N·P 동시제거 시 운전 유연성이 크다는 설명도 옳다.

필요한 호기성 소화조 용적은 약 2233m³이다.

먼저 슬러지 유량을 구하면
$Q = \dfrac{3000}{0.03\times1.03\times1000}$
이 되어 약 97.1m³/day이다.

수리학적 체류시간 23일을 곱하면
$V = 97.1\times23$
이 되어 약 2233m³로 계산된다.

여러 지점으로 폐수를 분산 유입시켜 F/M비를 균등하게 유지하는 방법은 계단식 포기법(step aeration)이다.

계단식 포기법은 반응조를 따라 폐수를 여러 지점에 나누어 유입시켜 초기 산소요구량 집중을 완화하면서도 플러그흐름 특성을 유지해 F/M비를 조내에서 고르게 관리하는 변형법이다.

Stokes 공식에 따른 침강속도는 약 21.4m/hr이다.

Stokes 공식은
$V_s = \dfrac{g(\rho_s-\rho_w)d^2}{18\mu}$
로 나타낸다.

d=1.0×10^-2cm, ρ_s-ρ_w=1.1g/cm³, μ=1.0087×10^-2g/cm·sec, g=980cm/s²를 대입하면
$V_s = \dfrac{980\times1.1\times(10^{-2})^2}{18\times1.0087\times10^{-2}}$
이 되어 약 0.594cm/sec, 시간단위로 환산하면 약 21.4m/hr가 된다.

UCT 공법은 반송슬러지의 질산염이 혐기조로 유입되는 것을 막아 인 방출을 촉진하기 위해 무산소조로 반송한다.

반송슬러지에는 호기조에서 생성된 질산성 질소가 남아있는데, 이것이 혐기조로 직접 들어가면 질산염이 전자수용체로 소비되면서 혐기 환경이 깨져 인 방출이 저해된다. UCT는 이를 막기 위해 반송슬러지를 무산소조로 보내 탈질시킨 뒤 내부반송으로 혐기조에 저질산성 유입수를 공급한다.

반송비는 약 0.82, 부상조 표면적은 약 30m²이다.

A/S비는
$\dfrac{A}{S} = \dfrac{1.3S_a(fP-1)}{SS}\times\dfrac{Q_R}{Q}$
로 구하므로, 이를 반송비(Q_R/Q)에 대해 정리해 값을 대입하면
$0.05 = \dfrac{1.3\times18.7\times(0.5\times3-1)}{200}\times r$
가 되어 반송비 r은 약 0.82로 계산된다.

이때 부상조로 유입되는 총 유량은 $Q(1+r)=2000\times1.82=3645m^3/day$이며, 표면부하율 120m³/(m²·d)로 나누면
$A = 3645/120$
가 되어 필요 표면적은 약 30m²로 계산된다.

ABS는 가지 사슬 구조 때문에 생분해가 어려운 난분해성 물질이고, 반대로 LAS는 직쇄 구조로 생분해가 쉬운 물질이므로 이 설명은 반대로 서술되었다.

ABS(alkyl benzene sulfonate, 경성세제)는 가지형 알킬사슬로 인해 미생물 분해가 어려운 반면, LAS(linear alkylbenzene sulfonate, 연성세제)는 직쇄형 구조여서 생물학적으로 쉽게 분해된다.

• 계면활성제가 메틸렌블루 활성물질(MBAS)이라 불린다는 설명은 옳다.
• 주로 합성세제에서 배출된다는 설명도 옳다.
• 물에 약간 녹으며 폐수처리장에서 거품을 유발한다는 설명도 옳다.

Phostrip 공정에서 인 방출은 최종침전지가 아니라 별도의 스트리퍼(측류 반응조)에서 일어난다.

Phostrip은 반송슬러지 일부를 혐기성 스트리퍼로 분리해 인을 방출시키고 상징액에서 화학침전으로 인을 제거하는 측류(side-stream) 방식이며, 최종침전지 자체의 용존산소를 조절하는 방식이 아니다.

• 기존 활성슬러지 처리장에 쉽게 적용 가능하다는 설명은 옳다.
• 인 제거가 BOD/P비에 크게 좌우되지 않는다는 것도 Phostrip의 장점으로 옳다.
• 주류(mainstream) 화학침전보다 약품 사용량이 적다는 설명도 옳다.

혐기성 유동상은 매질을 유동화시키기 위해 처리수(유출수) 재순환이 필요하므로 "재순환이 필요 없다"는 설명이 틀렸다.

유동상 공법은 담체(매질)를 부상·유동시켜 접촉효율을 높이는 방식으로, 이를 위해 유출수 일부를 재순환시켜 상향류 속도를 유지해야 하며 이 재순환 계통이 공정을 다소 복잡하게 만드는 요인이 된다.

• 짧은 체류시간과 높은 부하율로 운전 가능하다는 설명은 옳다.
• 매질의 첨가·제거가 쉽다는 설명도 옳다.
• 독성물질에 대한 완충능력이 좋다는 설명도 옳다.

Nocardia 과다증식을 억제하려면 미생물(고형물) 체류시간(SRT)을 오히려 감소시켜야 한다.

Nocardia는 낮은 F/M비와 긴 SRT 조건에서 잘 번식하는 사상성 미생물이므로, 제어를 위해서는 SRT를 줄이고 과잉 슬러지를 적절히 인발해야 하며 "SRT를 증가시킨다"는 설명은 오히려 증식을 조장하는 방향이라 제어방법으로 틀렸다.

• 낮은 F/M비가 유발요인이라는 설명은 옳다.
• 슬러지 인출 부족으로 MLSS가 늘어나는 것도 유발요인으로 옳다.
• 약품 투여로 폭기조 pH를 낮추는 것도 실제 제어방법 중 하나로 옳다.

CFSTR과 PFR의 부피비는 5:1이다.

CFSTR은 물질수지식에서
$\dfrac{V}{Q}\Big|_{CFSTR} = \dfrac{C_0-C_e}{KC_e^2}$
로, PFR은 2차반응 적분식에서
$\dfrac{V}{Q}\Big|_{PFR} = \dfrac{1}{K}\left(\dfrac{1}{C_e}-\dfrac{1}{C_0}\right)$
로 구해진다.

두 체류시간의 비를 정리하면
$\dfrac{\tau_{CFSTR}}{\tau_{PFR}} = \dfrac{C_0}{C_e} = \dfrac{1}{0.2}$
가 되어 CFSTR:PFR = 5:1로 계산된다.

오존 소독은 설비비·운전비가 높아 경제성이 떨어지는 것이 일반적인 단점이므로 "경제성이 좋다"는 설명이 틀렸다.

오존 발생 설비와 전력 소모 비용이 크기 때문에 오존 소독은 다른 소독법에 비해 경제성이 낮은 편으로 평가된다.

• 병원균에 대한 살균력이 강하다는 설명은 옳다.
• 철·망간 제거 능력이 크다는 설명도 옳다.
• 바이러스 불활성화 효과가 크다는 설명도 옳다.

분해되기 쉬운 유기물을 함유한 시료는 과황산칼륨 분해법으로 전처리하는 것이 표준이므로 "질산-과염소산법"을 지목한 이 설명이 틀렸다.

총인 분석의 전처리법은 시료의 유기물 함량에 따라 나뉘는데, 분해가 쉬운 유기물 함유 시료는 과황산칼륨 분해법을, 다량의 유기물을 함유한 시료는 질산-황산 분해법을 사용한다. "질산-과염소산" 전처리는 이 두 표준법에 해당하지 않는다.

• 다량의 유기물 함유 시료에 질산-황산을 사용한다는 설명은 옳다.
• 전처리 후 몰리브덴산암모늄·아스코르빈산 혼액을 넣어 발색시킨다는 설명도 옳다.
• 정량한계 0.005mg/L, 상대표준편차 ±25% 이내라는 설명도 옳다.

불소이온(F^-)은 격막형이 아니라 고체막(유리막)형 이온전극으로 측정하므로 격막형 전극 대상에서 제외된다.

격막형(가스투과막) 전극은 시료 중 성분을 기체 상태로 투과시켜 검출하는 방식으로 CN^-, NH₄⁺, NO₂^- 등의 측정에 사용되며, F^-는 이와 달리 고체막(유리)전극을 사용하는 대표적 이온이다.

산성 조건에서는 CN^-가 HCN 기체로 변해 휘산되므로 이를 막기 위해 알칼리성으로 보관한다.

시안화이온은 pH가 낮아지면 HCN(청산가스)으로 전환되어 대기 중으로 휘발·손실되기 때문에, 시료를 pH 12 이상의 알칼리성(NaOH 첨가)으로 유지해 CN^- 형태로 안정하게 보존한다.

흡광광도계의 구성 순서는 광원부-파장선택부-시료부-측광부이다.

광원에서 나온 빛이 파장선택부(단색화 장치)를 거쳐 원하는 파장만 골라진 뒤 시료부를 통과하며 흡광되고, 마지막으로 측광부에서 투과광의 세기를 측정하는 순서로 구성된다.

6가크롬-다이페닐카바자이드의 적자색 착화합물은 약 540nm에서 흡광도를 측정하므로 430nm이라는 서술이 틀렸다.

6가크롬은 산성 조건에서 다이페닐카바자이드와 반응해 적자색 착물을 생성하며, 이 착물의 흡광도는 파장 540nm 부근에서 측정한다.

• KMnO₄로 3가크롬을 6가크롬으로 산화시킨다는 전처리 설명은 옳다.
• 정량한계가 0.04mg/L라는 설명도 옳다.
• 산성에서 다이페닐카바자이드와 반응시킨다는 설명도 옳다.

항량이란 같은 조건에서 1시간 더 건조했을 때 전후 무게차가 g당 0.3mg 이하인 상태를 말한다.

수질오염공정시험기준상 "항량으로 될 때까지 건조한다"는 것은 반복 건조 후에도 무게 변화가 g당 0.3mg 이하로 안정된 상태에 이른 것을 의미한다.

L-아스코르빈산은 질산염이 아니라 잔류염소의 방해를 제거하기 위해 사용하는 시약이므로 이 연결이 틀렸다.

시안 자외선/가시선분광법에서 잔류염소는 시안 정량을 방해하는데, 이를 제거하기 위해 L-아스코르빈산(또는 아비산나트륨)을 사용한다. 질산염은 이 방법에서 별도로 제거 대상으로 다뤄지는 주요 방해물질이 아니다.

• 유지류 방해를 클로로폼으로 추출·제거한다는 연결은 옳다.
• 황화합물 방해를 아세트산아연용액으로 제거한다는 연결도 옳다.

880nm에서 측정이 어려운 경우 710nm에서 측정할 수 있다.

총인 아스코르빈산 환원법은 몰리브덴청 발색을 주로 880nm에서 측정하되, 이것이 곤란한 경우 대체 파장으로 710nm를 사용하도록 규정되어 있다.

직각삼각웨어의 유량은 약 2.6m³/min이다.

직각(90°) 삼각웨어(Thomson 웨어)의 유량공식은
$Q = 1.417H^{5/2}$
(H: 웨어 수두, m, Q: m³/s)로 나타낸다.

H=0.25m를 대입하면
$Q = 1.417\times0.25^{2.5}$
가 되어 약 0.0443m³/s, 분 단위로 환산하면 약 2.6m³/min으로 계산된다.

실리카겔 칼럼은 GC 분석 전 PCB 이외의 극성화합물을 제거하는 정제 칼럼이다.

PCB를 기체크로마토그래피로 정량하기 전, 시료 중에 함께 추출된 지방산·극성 유기물 등 PCB 이외의 극성화합물을 실리카겔 칼럼으로 제거해 분석 방해를 줄인다.

인 또는 유황화합물을 선택적으로 검출하는 검출기는 FPD(불꽃광도검출기)이다.

FPD는 인·유황화합물이 불꽃에서 내는 특정 파장의 발광을 필터로 선택해 검출하는 방식으로, 농약류 등 인·황 함유 화합물의 선택적 정량에 널리 사용된다. ECD는 할로겐화합물, FID는 탄화수소 전반, TCD는 열전도도차를 이용한 범용 검출기이다.

사전 경험이 없을 때 처리하지 않은 공장폐수는 1~5% 범위로 희석하여 시료를 조제한다.

수질오염공정시험기준의 BOD 예비희석배율 표에 따르면 오염도가 심한 공장폐수는 0.1~1.0%, 처리하지 않은 공장폐수는 1~5%, 처리하여 방류되는 공장폐수는 5~25%, 오염된 하천수는 25~100% 범위로 희석하도록 안내한다.

인산염인은 몰리브덴산인암모늄을 염화제일주석으로 환원해 생성된 몰리브덴청의 흡광도를 690nm에서 측정한다.

인산이온이 몰리브덴산암모늄과 반응해 몰리브덴산인암모늄을 형성하고, 이를 염화제일주석으로 환원시키면 몰리브덴청이 생성되며 이 발색의 흡광도를 690nm에서 측정해 정량한다(410nm은 이 방법이 아니라 다른 발색법에서 사용).

지수식(정지식) 시험방법은 시험기간 중 시험용액을 교환하지 않고 고정된 상태로 진행하는 방법이므로, "농도를 지수적으로 계산"한다는 설명이 틀렸다.

"지수식"은 exponential이 아니라 정지(靜止, static)를 뜻하며, 시험 기간 동안 시험용액 교환 없이 그대로 유지하는 방식을 말한다. 이와 달리 시험액을 주기적으로 교환하는 방식은 반지수식·유수식으로 구분한다.

• 치사 판정(24시간 경과 후 무반응 확인) 정의는 옳다.
• 유영저해(촉각·후복부 등 움직임 없음) 정의도 옳다.
• 반수영향농도(50%가 치사·유영저해를 나타내는 농도) 정의도 옳다.

페놀류 추출법(클로로폼 추출)의 정량한계는 0.1mg/L보다 훨씬 낮은 수준이므로 이 설명이 틀렸다.

클로로폼으로 추출해 농축한 뒤 발색시키는 추출법은 감도가 높아 정량한계가 직접법보다 훨씬 낮게(정밀하게) 설정되며, 0.1mg/L은 추출법이 아니라 상대적으로 감도가 낮은 직접법 수준의 값에 가깝다.

• 수용액에서 510nm 흡광도를 측정한다는 설명은 옳다.
• 클로로폼용액에서는 460nm에서 측정한다는 설명도 옳다.
• 황화합물 간섭 시 인산(H₃PO₄)을 사용한다는 설명도 옳다.

과망간산 발색을 이용해 525nm에서 측정하는 금속은 망간(Mn)이다.

망간이온을 황산 산성에서 과요오드산칼륨으로 산화시키면 자주색(과망간산이온, MnO₄^-)이 생성되며, 이 발색의 흡광도를 525nm에서 측정해 망간을 정량한다.

휘발성유기화합물(VOC) 시료 채취 시 유의할 것은 격막 형성 여부가 아니라 용기 내에 기포(공기층)가 생기지 않도록 가득 채우는 것이므로 이 설명이 거리가 멀다.

VOC 분석용 시료는 휘발 손실을 막기 위해 병을 가득 채워 공기 접촉·기포 발생을 차단하는 것이 핵심이며, 격막(septum)은 시료병 뚜껑의 구성 부품일 뿐 채취 시 "생성"되거나 관리되는 대상이 아니다.

• 채취용기를 시료로 3회 이상 세척 후 사용한다는 설명은 옳다.
• pH 측정용 시료는 공기 접촉 없이 용기에 가득 채운다는 설명도 옳다.
• 시료채취량이 통상 3~5리터라는 설명도 옳다.

이온크로마토그래피법이 질산은 적정법보다 더 낮은 농도까지 정량 가능해 일반적으로 더 민감한 방법이므로, 정량범위 수치가 뒤바뀐 이 설명이 틀렸다.

기기분석법인 이온크로마토그래피법은 미량 분석에 유리해 질산은 적정법보다 낮은 정량한계를 가지는 것이 일반적이며, 제시된 것처럼 적정법이 더 낮은 값(0.1mg/L)이고 IC법이 더 높은 값(0.7mg/L)으로 서술된 것은 두 방법의 감도 관계와 맞지 않는다.

• 시료가 착색된 경우 칼륨명반현탁액으로 탈색한다는 설명은 옳다.
• 질산은 적정법의 종말점이 엷은 적황색 침전이 나타날 때라는 설명도 옳다.
• 크롬산은 침전 생성을 적정 종말점으로 이용한다는 원리 설명도 옳다.

수질오염공정시험기준상 질산성 질소의 대표 측정법은 이온크로마토그래피법이다.

질산성 질소는 이온크로마토그래피법을 표준법으로 사용하며, 자외선/가시선분광법과 이온전극법도 보조적으로 활용되지만 정확성과 간섭 배제 측면에서 이온크로마토그래피법이 가장 적절한 방법으로 제시된다. 디아조화법은 아질산성 질소 측정에 쓰이는 방법이라 질산성 질소 정량법으로는 맞지 않는다.

시료에 철(Ⅲ)이 존재할 때는 방해를 막기 위해 불화칼륨(KF) 용액을 추가로 넣는다.

Winkler(아지드화나트륨 변법)법에서 Fe³⁺는 요오드화칼륨과 반응해 정량을 방해하는데, KF 용액을 첨가하면 철이온과 착물을 형성해 방해를 제거할 수 있다.

하천·호수에서 세차행위를 한 자는 100만원 이하의 과태료 처분 대상이다.

물환경보전법령상 하천·호수 등 공공수역에서의 세차행위는 수질오염을 유발할 수 있는 행위로 금지되며, 이를 위반한 경우 100만원 이하의 과태료가 부과된다.

오염총량관리 조사연구반은 기본계획·시행계획 검토와 수계특성 조사·연구를 지원하는 역할이며, 목표달성에 대한 "성과지표 검토"는 조사연구반의 업무 범위에 포함되지 않는다.

조사연구반은 오염총량관리기본계획 및 시행계획에 대한 기술적 검토와 목표수질 설정을 위한 수계특성 조사·연구 지원을 주된 업무로 하며, 별도의 성과 평가체계에서 다뤄지는 성과지표 검토는 그 역할과 거리가 있다.

수질원격감시체계 관제센터는 한국환경공단이 설치·운영한다.

기후에너지환경부장관은 측정기기 부착사업장과 연결해 측정자료를 전산 처리하는 관제센터 운영 업무를 한국환경공단에 위탁하여 수행하도록 하고 있다.

기본배출부과금 산정 시 청정지역 및 가지역의 지역별 부과계수는 1.5이다.

물환경보전법령상 지역별 부과계수는 수질이 양호해 보전이 필요한 청정지역·가지역이 1.5로 가장 높게 설정되어 있고, 나지역은 1.0, 특례지역은 0.5로 지역 등급이 낮아질수록 계수도 낮아진다.

대권역 물환경관리계획에는 오염원별 오염부하량·수질현황·이용현황 등 현황자료가 포함되며, "점오염원에 확대 계획"이라는 항목은 이러한 계획 구성요소로 규정되어 있지 않다.

계획에는 점·비점·기타 오염원별 수질오염물질 배출량과 분포현황, 상수원 및 물이용현황 등 수계 현황을 파악하는 사항이 포함되며, 개별 시설의 확대 계획을 별도 항목으로 명시하지는 않는다.

'좋음' 등급은 용존산소가 많은 편이고 오염물질이 거의 없는 청정상태에 가까워 여과·침전·살균 등 일반적인 정수처리 후 생활용수로 사용할 수 있는 수준이다.

환경정책기본법령의 하천 생활환경기준 등급 중 '매우좋음(Ia)'은 간단한 정수처리만으로도 이용 가능한 최상위 등급이고, 바로 다음 등급인 '좋음(Ib)'은 이보다는 약간 처리 부담이 있어 여과·침전·살균 등 일반적인 정수처리를 거쳐야 생활용수로 사용할 수 있는 수준으로 구분된다.

폐수무방류배출시설은 폐수를 위탁 처리하는 시설이 아니라, 자체적으로 처리·재이용해 공공수역으로 배출하지 않는 시설이므로 "위탁하여"라는 서술이 틀렸다.

폐수무방류배출시설은 발생한 폐수를 사업장 안에서 처리하거나 재이용하는 등의 방법으로 공공수역으로 내보내지 않는 시설을 말하며, 외부에 위탁해 배출한다는 개념과는 다르다.

• 폐수를 물에 액체성·고체성 오염물질이 섞여 그대로 사용할 수 없게 된 물로 정의한 것은 옳다.
• 수질오염물질을 환경부령으로 정하는 오염요인 물질로 정의한 것도 옳다.
• 기타 수질오염원을 점·비점오염원으로 관리되지 않는 시설·장소로 정의한 것도 옳다.

일일조업시간은 최근 조업한 30일간 조업시간의 평균치를 분(min) 단위로 나타낸 값이다.

일일유량 산정에 쓰이는 일일조업시간은 측정 직전 최근 30일간의 평균 조업시간을 기준으로 하며, 단위는 분(min)으로 표시하도록 규정되어 있다.

비점오염원관리대책에는 오염물질의 종류·발생량, 저감방안, 관리목표 등이 포함되며, "관리지역 영향평가"는 대책 수립 이전 지정 단계의 절차에 해당해 대책 자체의 구성항목이 아니다.

관리지역 지정·고시 이후 수립하는 관리대책은 관리대상 오염물질의 종류·발생량, 발생 예방 및 저감 방안, 관리목표 등 실행계획 중심으로 구성되며, 영향평가는 지정 여부를 판단하기 위한 사전 절차의 성격이 강하다.

초과부과금 산정 시 1kg당 부과금액이 가장 높은 물질은 카드뮴 및 그 화합물이다.

카드뮴은 인체·생태계에 대한 유해성이 커 특정유해물질 중에서도 단위 질량당 부과금액이 가장 높게 책정되어 있으며, 크롬·구리·시안화합물은 이보다 낮은 단가가 적용된다.

영리를 목적으로 하는 민간단체가 추천한 자는 중권역 환경관리위원회 위원이 될 수 없다.

위원회는 수자원 관계기관 임직원, 지방의회의원, 관계 행정기관 공무원 등 공적 성격의 위원으로 구성되며, 영리 민간단체의 추천을 받은 자는 이해관계 개입 우려로 위원 자격에서 제외된다.

침전물 개량시설은 화학적 처리시설로 분류되며 물리적 처리시설에 해당하지 않는다.

수질오염방지시설 중 물리적 처리시설에는 스크린·분쇄·유수분리·혼합·응집·침전 등 물리적 작용을 이용하는 시설이 포함되며, 개량(conditioning)시설은 약품 등을 이용한 화학적 처리시설로 구분된다.

• 유수분리시설은 물리적 처리시설에 해당한다.
• 혼합시설도 물리적 처리시설에 해당한다.
• 응집시설 역시 물리적 처리시설로 분류된다.