9급 지방직 환경공학개론 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

10년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 지방직 환경공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

10년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

과망간산칼륨 폐수의 망간을 환원처리 후 제거하는 방법으로 사용할 수 없는 환원제는?

1중크롬산칼륨

2구리

3아황산가스

4티오황산나트륨

정답 및 해설

중크롬산칼륨은 환원제가 아니라 강한 산화제이므로 과망간산 이온을 환원시키는 데 쓸 수 없다.

과망간산칼륨 폐수의 망간은 높은 산화수 상태이므로, 전자를 내줄 수 있는 환원제를 넣어 낮은 산화수로 바꾼 뒤 침전·제거한다.

구리: 금속 상태에서 전자를 내주며 산화되므로 환원제로 작용한다.
아황산가스: 황산 이온으로 산화되면서 상대 물질을 환원시키는 대표적 환원제이다.
티오황산나트륨: 산화되며 전자를 내주는 환원제로 널리 쓰인다.

문제 2

지구온난화지수(GWP)가 가장 낮은 물질은?

1SF₆

2메탄

3아산화질소

4이산화탄소

정답 및 해설

제시된 물질 중 지구온난화지수가 가장 낮은 것은 이산화탄소이다.

지구온난화지수는 이산화탄소를 기준값 1로 놓고 다른 온실가스의 온난화 기여도를 상대적으로 나타낸 값이므로, 기준 물질인 이산화탄소가 가장 낮다. 상대 크기는 $\mathrm{SF_6}$ ≫ 아산화질소 ＞ 메탄 ＞ 이산화탄소 순이다.

육불화황: 대기 수명이 매우 길어 지구온난화지수가 온실가스 중 가장 크다.
메탄: 이산화탄소보다 수십 배 큰 지구온난화지수를 가진다.
아산화질소: 메탄보다도 큰 수백 배 수준의 지구온난화지수를 가진다.

문제 3

수율이 90%인 슬러지를 농축하여 함수율 80%인 농축슬러지를 얻었다. 이 때 농축에 의한 슬러지의 부피감량률[%]은?

140

250

360

470

정답 및 해설

농축 전후 고형물량이 같다는 조건으로 계산하면 슬러지 부피감량률은 50%이다.

고형물 보존: $V_1(100-W_1)=V_2(100-W_2)$
값 대입: $V_1(100-90)=V_2(100-80)$
결과: $V_2=\dfrac{10}{20}V_1=0.5V_1$

따라서 부피가 절반으로 줄어 감량률은 $\left(1-0.5\right)\times100=50\,\%$ 이다. 함수율이 높은 슬러지는 고형물 농도가 2배가 되면 부피가 1/2로 줄어든다는 점을 기억하면 빠르다.

문제 4

부영양화를 제어하기 위한 고도처리공법 중 생물학적 인제거 공정의 운전조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1인제거 미생물에 의한 인의 과잉섭취를 도모하기 위해서는 혐기와 호기 조건이 반복되어야 한다.

2침전조에서 반송된 슬러지는 혐기조 유입부로 투입된다.

3질산염은 인방출을 촉진한다.

4유출수내 인농도를 감소시키기 위해 금속염을 공정내 주입할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 질산염이 인 방출을 촉진한다는 설명이다. 혐기조에 질산염이 유입되면 인 방출이 억제된다.

인 축적 미생물은 혐기 조건에서 인을 방출하며 유기물을 섭취하고, 호기 조건에서 방출량보다 많은 인을 과잉섭취한다. 질산염이 있으면 탈질균이 유기물을 먼저 소모하고 혐기 상태가 깨져 인 방출이 저해되므로 처리 효율이 떨어진다.

혐기·호기 반복: 인의 과잉섭취를 유도하려면 혐기 조건과 호기 조건이 교대로 반복되어야 한다.
반송 슬러지 투입 위치: 인 축적 미생물을 포함한 반송 슬러지는 혐기조 유입부로 보내 인 방출 단계를 거치게 한다.
금속염 주입: 유출수 인 농도를 더 낮추기 위해 알루미늄염·철염 등을 넣어 화학적 인 제거를 병행할 수 있다.

문제 5

관거의 평균유속을 나타내는 Manning 공식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1조도계수가 커지면 유속은 느려진다.

2윤변이 커지면 유속은 빨라진다.

3동수반경이 커지면 유속은 빨라진다.

4동수구배가 커지면 유속은 빨라진다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 윤변이 커지면 유속이 빨라진다는 설명이다. 윤변이 커지면 동수반경이 작아져 유속은 느려진다.

Manning 공식: $V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}I^{1/2}$ , 동수반경 $R=\dfrac{A}{P}$
여기서 $n$ 은 조도계수, $I$ 는 동수구배, $A$ 는 유수 단면적, $P$ 는 윤변이다.

조도계수: 분모에 있으므로 커지면 유속이 느려진다.
동수반경: $R^{2/3}$ 에 비례하므로 커지면 유속이 빨라진다.
동수구배: $I^{1/2}$ 에 비례하므로 커지면 유속이 빨라진다.

문제 6

대기 복사와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

1태양복사에서 에너지 강도가 최대인 파장은 0.4 μm～0.5 μm 영역에 있다.

2흑체의 단위 표면적에서 방출되는 단위 시간당 복사에너지는 표면온도의 4제곱에 비례한다.

3태양과 지구의 흑체복사를 비교할 때 태양은 단파복사, 지구는 장파복사를 한다.

4태양상수는 태양복사에서 에너지가 최대인 파장 값을 말한다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 태양상수를 에너지 최대 파장으로 정의한 설명이다. 태양상수는 대기권 밖에서 태양광선에 수직인 단위 면적이 단위 시간에 받는 태양복사에너지이다.

에너지 강도가 최대가 되는 파장은 빈의 변위법칙으로 다루는 별개의 개념이며, 태양상수는 파장이 아니라 에너지 플럭스이다.

태양복사 최대 파장: 태양 표면 온도가 높아 에너지 최대 파장이 가시광선 영역인 약 0.4~0.5 μm 부근에 있다.
슈테판-볼츠만 법칙: 흑체가 방출하는 복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다.
단파·장파복사: 고온인 태양은 짧은 파장, 저온인 지구는 긴 파장(적외선) 위주로 복사한다.

문제 7

응집제 투여에 의한 콜로이드 입자의 응결 및 응집 형성 시 반응 기작에 해당하지 않는 것은?

1이온 결합

2표면전하 감소

3입자간 가교 결합

4흡착과 전기적 중화

정답 및 해설

응집 기작에 해당하지 않는 것은 이온 결합이다.

콜로이드는 같은 부호의 표면전하로 서로 반발해 안정하게 분산되어 있으므로, 응집제는 전하를 약화·중화하거나 입자를 연결하는 방식으로 불안정화시킨다.

표면전하 감소: 반대 이온이 전기 이중층을 압축해 입자 간 반발력을 줄인다.
입자간 가교 결합: 고분자 응집제가 여러 입자에 동시에 흡착해 다리처럼 연결한다.
흡착과 전기적 중화: 반대 전하를 띤 가수분해 생성물이 입자 표면에 흡착해 전하를 중화한다.

문제 8

진동과 관련된 용어의 설명으로 옳지 않은 것은?

1진동량 표기 시 진동변위는 실제 변위의 진폭을 의미한다.

2진동량 표기 시 진동가속도는 진동속도의 시간에 대한 변화이다.

3지반진동의 전파 시 종파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 일치한다.

4지반진동의 전파 시 표면파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 수직이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 표면파의 입자 진동방향이 전파 방향과 수직이라는 설명이다. 전파 방향과 진동방향이 수직인 것은 횡파이며, 대표적 표면파인 레일리파는 입자가 타원 궤도로 운동한다.

지반진동은 실체파(종파·횡파)와 표면파로 나뉘며, 표면파는 지표면을 따라 전파되고 거리 감쇠가 작아 진동 공해에서 주로 문제가 된다.

진동변위: 진동량 표기에서 변위는 실제 변위의 진폭으로 나타낸다.
진동가속도: 진동속도를 시간으로 미분한 값, 즉 속도의 시간 변화율이다.
종파: 입자가 전파 방향과 같은 방향으로 진동하는 소밀파이다.

문제 9

활성슬러지 공법에서 주로 사용되는 화학유기영양계(Chemoorganotroph)의 탄소원과 에너지원이 바르게 연결된 것은?

1탄소원: CO₂, 에너지원: 유기물

2탄소원: CO₂, 에너지원: 무기물

3탄소원: 유기물, 에너지원: 무기물

4탄소원: 유기물, 에너지원: 유기물

정답 및 해설

화학유기영양계는 탄소원과 에너지원 모두 유기물을 이용한다.

이름의 "화학"은 화학반응(산화)에서 에너지를 얻는다는 뜻이고, "유기영양"은 유기물을 전자공여체·탄소원으로 쓴다는 뜻이다. 활성슬러지의 종속영양 세균이 여기에 속한다.

탄소원 이산화탄소·에너지원 유기물: 이산화탄소를 탄소원으로 쓰는 것은 독립영양계의 특징이다.
탄소원 이산화탄소·에너지원 무기물: 질산화균 같은 화학무기독립영양계에 해당한다.
탄소원 유기물·에너지원 무기물: 무기물을 에너지원으로 쓰는 경우는 화학무기영양계로 분류된다.

문제 10

유해물질의 독성평가에서 일정시간 노출 시 대상 생물의 50%가 생존하는 독성물질의 농도를 지칭하는 것은?

1MOS

2TLm

3ED₅₀

4NOEL

정답 및 해설

일정 시간 노출 시 시험 생물의 50%가 생존하는 농도는 TLm(median tolerance limit, 반수생존한계농도)이다.

TLm은 주로 어류 등 수생생물을 대상으로 한 급성 독성 평가 지표로, 값이 작을수록 독성이 강하다.

MOS: 안전역(margin of safety)으로, 무영향 수준과 실제 노출량의 비를 뜻한다.
$\mathrm{ED_{50}}$ : 시험 대상의 50%에서 특정 효과가 나타나는 투여량(반수유효량)이다.
NOEL: 아무런 영향도 관찰되지 않는 최대 노출 수준(무영향관찰수준)이다.

문제 11

완속모래 여과조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1휴믹산 등에 의한 천연발생 색도는 거의 제거되지 않는다.

2역세척 과정이 없다.

3여과조 표면에 적정량의 조류 생성은 여과효율에 도움이 된다.

4용존성 유기물은 제거되지 않는다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 용존성 유기물이 제거되지 않는다는 설명이다. 완속여과는 여과막의 미생물 분해 작용으로 용존성 유기물도 일부 제거한다.

완속여과는 모래층 표면에 형성된 생물막(여과막)에서 체거름·흡착과 함께 생물학적 산화가 일어나 세균, 암모니아성 질소, 냄새 물질 등을 제거한다.

천연 색도: 휴믹산 등에 의한 색도는 완속여과만으로는 거의 제거되지 않는다.
세척 방식: 역세척을 하지 않고 표면의 모래층을 긁어내는 방식으로 관리한다.
조류: 표면에 적정량 번식한 조류는 생물막 형성과 산소 공급에 기여해 여과에 도움이 된다.

문제 12

광화학스모그(Photochemical smog) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

1복사역전에 의한 기온역전층 형성과 밀접한 관련이 있다.

2석탄연료를 사용하는 공업지역의 주요 대기오염현상으로 시작되었다.

3자동차가 많은 대도시 지역에서 주로 여름에 관측되는 대기오염현상이다.

4광화학산화물인 오존의 농도는 저녁부터 증가하여 새벽녘에 최대가 된다.

정답 및 해설

광화학스모그는 자동차가 많은 대도시에서 주로 여름철에 관측되는 대기오염현상이다.

자동차 배출 질소산화물과 탄화수소가 강한 햇빛 아래 광화학 반응을 일으켜 오존·PAN 등 광화학산화물을 만든다(LA형 스모그).

역전층 유형: 광화학스모그는 침강역전과 관련이 깊고, 복사역전은 런던형 스모그와 관련된다.
석탄연료 공업지역: 석탄 연소로 인한 황산화물·매연 오염은 런던형 스모그의 특징이다.
오존 농도 변화: 일사량이 강한 낮 시간대(정오~오후)에 최대가 되고 밤에는 낮아진다.

문제 13

토양의 양이온교환능력(CEC)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1토양 내 점토광물 함량이 높아지면 CEC 값은 낮아진다.

2CEC 표기단위는 meq/100 g soil이다.

3Ca²⁺ ＞ K⁺ ＞ Na⁺ 순으로 염기성 양이온의 교환이 일어난다.

4산성비가 내리면, 토양 내 Ca²⁺ 등 양이온의 용탈이 일어난다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 점토광물 함량이 높아지면 CEC가 낮아진다는 설명이다. 점토는 음전하를 띤 표면적이 넓어 함량이 높을수록 CEC가 커진다.

CEC는 토양 콜로이드(점토·부식)가 음전하로 보유할 수 있는 교환성 양이온의 총량으로, 토양의 양분 보유력과 완충능을 나타낸다.

표기단위: 건조 토양 100 g당 밀리당량, 즉 meq/100 g soil로 나타낸다.
교환 순서: 전하가 크고 수화반경이 작을수록 강하게 흡착되므로 칼슘이온 ＞ 칼륨이온 ＞ 나트륨이온 순으로 교환된다.
산성비: 수소이온이 교환 자리를 차지하면서 칼슘이온 등 염기성 양이온이 용탈된다.

문제 14

전기집진기의 집진 효율은 Deutsch 방정식으로 표시할 수 있다. 어느 전기집진기의 작동조건에서 특정 입자에 대한 집진효율이 90%일 때, 겉보기 이동속도가 2배가 되는 새로운 입자를 같은 집진효율로 집진하기 위한 방법으로 옳은 것은?

1집진극의 면적을 4배로 늘리고, 유량을 1/2로 줄인다.

2집진극의 면적을 2배로 늘리고, 유량을 1/4로 줄인다.

3집진극의 면적을 1/2로 줄이고, 유량을 4배로 늘린다.

4집진극의 면적을 1/4로 줄이고, 유량을 1/2로 줄인다.

정답 및 해설

겉보기 이동속도가 2배가 되면 집진극 면적/유량의 비를 1/2로 해야 같은 효율이 되므로, 면적을 1/4로 줄이고 유량을 1/2로 줄이는 방법이 옳다.

Deutsch 식: $\eta=1-\exp\left(-\dfrac{wA}{Q}\right)$
효율이 같으려면 $\dfrac{wA}{Q}$ 가 일정해야 한다.
$w\rightarrow2w$ 이면 비율을 절반으로 줄여야 한다: $\dfrac{A}{Q}\rightarrow\dfrac{1}{2}\dfrac{A}{Q}$

면적 4배·유량 1/2: $\dfrac{A}{Q}$ 가 8배가 되어 효율이 오히려 높아진다.
면적 2배·유량 1/4: $\dfrac{A}{Q}$ 가 8배가 되어 조건과 맞지 않는다.
면적 1/2·유량 4배: $\dfrac{A}{Q}$ 가 1/8이 되어 효율이 떨어진다.

문제 15

실내 소음의 평가 척도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1L_A는 수시로 변동하는 소음레벨을 평가하는 기본 척도이다.

2SIL은 장시간 생활하는 주거지역 환경 소음의 영향을 평가하는 척도이다.

3NC는 공조기 소음 등에 의한 광대역 정상 실내소음을 평가할 수 있다.

4PNC는 NC에 비해 저음역 및 고음역에서 엄격하게 평가되고 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 SIL을 주거지역 환경소음 영향 평가 척도로 본 설명이다. SIL은 회화방해레벨(speech interference level)로, 소음이 대화를 얼마나 방해하는지 평가한다.

SIL은 회화 주파수 대역의 옥타브밴드 음압레벨을 산술평균해 구하며, 사무실 등에서 대화 가능 거리를 판단하는 데 쓰인다.

$L_{A}$ : A특성 보정 소음레벨로, 변동하는 소음을 평가하는 기본 척도이다.
NC: 공조기 소음처럼 광대역의 정상적인 실내소음을 평가하는 곡선이다.
PNC: NC를 보완한 곡선으로, 저음역과 고음역을 NC보다 엄격하게 평가한다.

문제 16

폐기물 고형화 방법 중 배기가스를 탈황시킬 때 발생되는 슬러지(FGD 슬러지)의 처리에 많이 사용되는 방법은?

1자가시멘트법

2석회기초법

3피막형성법

4유리화법

정답 및 해설

탈황 슬러지(FGD 슬러지) 처리에 많이 쓰이는 고형화 방법은 자가시멘트법이다.

FGD 슬러지에는 황산칼슘·아황산칼슘이 다량 들어 있어, 일부를 소성해 첨가하면 슬러지 자체 성분이 시멘트처럼 굳는 성질을 이용할 수 있다.

석회기초법: 석회와 포졸란 물질(비산재 등)의 반응을 이용하는 일반적 고형화 방법이다.
피막형성법: 폐기물을 고분자 물질 등으로 감싸 피막을 형성해 격리하는 방법이다.
유리화법: 고온에서 폐기물을 유리질로 용융시키는 방법으로, 주로 방사성·고위험 폐기물에 적용한다.

문제 17

하천의 용존산소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1용존산소의 포화 농도는 총용존물질(TDS) 농도에 비례한다.

2유기물의 호기성 분해에 의해 용존산소는 감소한다.

3재포기에 의해 용존산소는 증가한다.

4Streeter－Phelps 식은 하천의 용존산소에 대한 모형 중의 하나이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 용존산소 포화농도가 TDS 농도에 비례한다는 설명이다. 용존물질(염분)이 많을수록 포화 용존산소 농도는 감소한다.

포화 용존산소 농도는 수온과 염분이 높을수록 낮아지고, 기압(산소 분압)이 높을수록 커진다.

호기성 분해: 미생물이 유기물을 분해하면서 산소를 소비해 용존산소가 감소한다.
재포기: 수면을 통해 대기 중 산소가 녹아들어 용존산소가 증가한다.
Streeter-Phelps 식: 탈산소와 재포기를 함께 고려한 하천 용존산소 부족량 모형이다.

문제 18

오염 토양 및 지하수 정화기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1토양세척법(Soil flushing)은 토양내에 세척제를 주입해 줌으로써 중금속으로 오염된 토양 처리에 효과적이다.

2공기주입법(Air sparging)은 오염된 불포화층에 공기를 공급함으로써 오염 물질의 휘발 및 생분해를 증진시키는 방법이다.

3원위치 생물학적 공법(In－situ Bioremediation)은 미생물의 오염 물질 분해능력을 촉진시켜 오염 토양이나 지하수를 처리하는 기술이다.

4토양경작법(Landfarming)은 오염 토양의 생물학적 처리 공법으로 유류오염 토양의 정화에 효과적이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 공기주입법을 불포화층에 공기를 공급하는 기술로 설명한 부분이다. 공기주입법은 지하수면 아래 포화층에 공기를 주입한다.

포화층에 주입된 공기가 상승하며 휘발성 오염물질을 탈기시키고 산소를 공급해 생분해를 촉진하며, 불포화층에 공기를 순환시키는 것은 토양증기추출법이나 생물학적 통풍법이다.

토양세척법(soil flushing): 세척제를 토양에 주입·회수해 중금속 등 오염물질을 씻어내는 방법이다.
원위치 생물학적 공법: 영양염·산소를 공급해 토착 미생물의 분해능을 높여 현장에서 처리한다.
토양경작법: 오염 토양을 펼쳐 갈아엎으며 미생물 분해를 촉진하는 방법으로 유류 오염에 효과적이다.

문제 19

고요한 침전지에서 수중에 존재하는 독립 입자상 물질의 침전속도 증가 요인으로 옳지 않은 것은?

1입자의 크기를 증가시킨다.

2입자의 밀도를 증가시킨다.

3수온을 감소시킨다.

4물의 점성계수를 감소시킨다.

정답 및 해설

침전속도 증가 요인이 아닌 것은 수온 감소이다. 수온이 낮아지면 물의 점성계수가 커져 침전속도가 느려진다.

Stokes 식: $V_s=\dfrac{g\left(\rho_s-\rho_w\right)d^2}{18\mu}$
침전속도는 입경의 제곱과 밀도차에 비례하고 점성계수에 반비례한다.

입자 크기 증가: 입경의 제곱에 비례하므로 침전속도가 크게 증가한다.
입자 밀도 증가: 물과의 밀도차가 커져 침전속도가 증가한다.
점성계수 감소: 분모가 작아지므로 침전속도가 증가한다.

문제 20

황사현상의 원인과 대책으로 옳지 않은 것은?

1황사는 강한 바람이나 지형에 의해 만들어진 난류 등의 기상조건으로 인하여 다량의 모래와 먼지가 강풍을 따라 이동하여 지면 가까이 침적하면서 부유하거나 낙하하는 현상을 말한다.

2우리나라에 영향을 미치는 황사의 발원지는 중국의 내몽골 고원, 고비사막 등이다.

3황사가 발생하면 대기 중의 미세먼지 농도가 급격히 증가하며, 먼지입자가 호흡기를 통해 몸속에 들어갈 수 있으나 황사 입자에 유해물질이 함유되어 있지 않다면 호흡기 질환을 초래할 가능성은 거의 없다.

4국제협력을 통해 중국 및 몽골의 황사발생지 특성을 조사하고 사막화 방지와 조림 사업을 추진하여 황사의 발생조건을 개선 해나가는 등의 황사대책이 필요하며, 황사의 농도와 성분 분석과 정확한 예보를 통해 피해를 줄이는 방법 외에는 국내 대책이 많지 않다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 유해물질이 없으면 황사가 호흡기 질환을 거의 일으키지 않는다는 설명이다. 황사 입자 자체가 미세먼지이므로 유해물질 함유 여부와 관계없이 호흡기 질환을 유발할 수 있다.

황사로 미세먼지 농도가 급증하면 입자가 기관지·폐에 침착해 천식·기관지염 등을 악화시키므로, 노출 자체를 줄이는 대응이 필요하다.

황사의 정의: 강풍과 난류로 상승한 모래·먼지가 바람을 타고 이동해 부유하거나 낙하하는 현상이다.
발원지: 우리나라에 영향을 주는 황사는 중국 내몽골 고원, 고비사막 등에서 발생한다.
대책: 발원지 사막화 방지·조림 같은 국제협력과 농도·성분 분석, 정확한 예보가 주된 대책이다.

9급 지방직 환경공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

10년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

과망간산칼륨 폐수의 망간을 환원처리 후 제거하는 방법으로 사용할 수 없는 환원제는?

1중크롬산칼륨

2구리

3아황산가스

4티오황산나트륨

정답 및 해설

중크롬산칼륨은 환원제가 아니라 강한 산화제이므로 과망간산 이온을 환원시키는 데 쓸 수 없다.

과망간산칼륨 폐수의 망간은 높은 산화수 상태이므로, 전자를 내줄 수 있는 환원제를 넣어 낮은 산화수로 바꾼 뒤 침전·제거한다.

구리: 금속 상태에서 전자를 내주며 산화되므로 환원제로 작용한다.
아황산가스: 황산 이온으로 산화되면서 상대 물질을 환원시키는 대표적 환원제이다.
티오황산나트륨: 산화되며 전자를 내주는 환원제로 널리 쓰인다.

문제 2

지구온난화지수(GWP)가 가장 낮은 물질은?

1SF₆

2메탄

3아산화질소

4이산화탄소

정답 및 해설

제시된 물질 중 지구온난화지수가 가장 낮은 것은 이산화탄소이다.

육불화황: 대기 수명이 매우 길어 지구온난화지수가 온실가스 중 가장 크다.
메탄: 이산화탄소보다 수십 배 큰 지구온난화지수를 가진다.
아산화질소: 메탄보다도 큰 수백 배 수준의 지구온난화지수를 가진다.

문제 3

수율이 90%인 슬러지를 농축하여 함수율 80%인 농축슬러지를 얻었다. 이 때 농축에 의한 슬러지의 부피감량률[%]은?

140

250

360

470

정답 및 해설

농축 전후 고형물량이 같다는 조건으로 계산하면 슬러지 부피감량률은 50%이다.

고형물 보존: $V_1(100-W_1)=V_2(100-W_2)$
값 대입: $V_1(100-90)=V_2(100-80)$
결과: $V_2=\dfrac{10}{20}V_1=0.5V_1$

문제 4

부영양화를 제어하기 위한 고도처리공법 중 생물학적 인제거 공정의 운전조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1인제거 미생물에 의한 인의 과잉섭취를 도모하기 위해서는 혐기와 호기 조건이 반복되어야 한다.

2침전조에서 반송된 슬러지는 혐기조 유입부로 투입된다.

3질산염은 인방출을 촉진한다.

4유출수내 인농도를 감소시키기 위해 금속염을 공정내 주입할 수 있다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 질산염이 인 방출을 촉진한다는 설명이다. 혐기조에 질산염이 유입되면 인 방출이 억제된다.

혐기·호기 반복: 인의 과잉섭취를 유도하려면 혐기 조건과 호기 조건이 교대로 반복되어야 한다.
반송 슬러지 투입 위치: 인 축적 미생물을 포함한 반송 슬러지는 혐기조 유입부로 보내 인 방출 단계를 거치게 한다.
금속염 주입: 유출수 인 농도를 더 낮추기 위해 알루미늄염·철염 등을 넣어 화학적 인 제거를 병행할 수 있다.

문제 5

관거의 평균유속을 나타내는 Manning 공식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1조도계수가 커지면 유속은 느려진다.

2윤변이 커지면 유속은 빨라진다.

3동수반경이 커지면 유속은 빨라진다.

4동수구배가 커지면 유속은 빨라진다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 윤변이 커지면 유속이 빨라진다는 설명이다. 윤변이 커지면 동수반경이 작아져 유속은 느려진다.

Manning 공식: $V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}I^{1/2}$ , 동수반경 $R=\dfrac{A}{P}$
여기서 $n$ 은 조도계수, $I$ 는 동수구배, $A$ 는 유수 단면적, $P$ 는 윤변이다.

조도계수: 분모에 있으므로 커지면 유속이 느려진다.
동수반경: $R^{2/3}$ 에 비례하므로 커지면 유속이 빨라진다.
동수구배: $I^{1/2}$ 에 비례하므로 커지면 유속이 빨라진다.

문제 6

대기 복사와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

1태양복사에서 에너지 강도가 최대인 파장은 0.4 μm～0.5 μm 영역에 있다.

2흑체의 단위 표면적에서 방출되는 단위 시간당 복사에너지는 표면온도의 4제곱에 비례한다.

3태양과 지구의 흑체복사를 비교할 때 태양은 단파복사, 지구는 장파복사를 한다.

4태양상수는 태양복사에서 에너지가 최대인 파장 값을 말한다.

정답 및 해설

에너지 강도가 최대가 되는 파장은 빈의 변위법칙으로 다루는 별개의 개념이며, 태양상수는 파장이 아니라 에너지 플럭스이다.

태양복사 최대 파장: 태양 표면 온도가 높아 에너지 최대 파장이 가시광선 영역인 약 0.4~0.5 μm 부근에 있다.
슈테판-볼츠만 법칙: 흑체가 방출하는 복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다.
단파·장파복사: 고온인 태양은 짧은 파장, 저온인 지구는 긴 파장(적외선) 위주로 복사한다.

문제 7

응집제 투여에 의한 콜로이드 입자의 응결 및 응집 형성 시 반응 기작에 해당하지 않는 것은?

1이온 결합

2표면전하 감소

3입자간 가교 결합

4흡착과 전기적 중화

정답 및 해설

응집 기작에 해당하지 않는 것은 이온 결합이다.

표면전하 감소: 반대 이온이 전기 이중층을 압축해 입자 간 반발력을 줄인다.
입자간 가교 결합: 고분자 응집제가 여러 입자에 동시에 흡착해 다리처럼 연결한다.
흡착과 전기적 중화: 반대 전하를 띤 가수분해 생성물이 입자 표면에 흡착해 전하를 중화한다.

문제 8

진동과 관련된 용어의 설명으로 옳지 않은 것은?

1진동량 표기 시 진동변위는 실제 변위의 진폭을 의미한다.

2진동량 표기 시 진동가속도는 진동속도의 시간에 대한 변화이다.

3지반진동의 전파 시 종파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 일치한다.

4지반진동의 전파 시 표면파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 수직이다.

정답 및 해설

지반진동은 실체파(종파·횡파)와 표면파로 나뉘며, 표면파는 지표면을 따라 전파되고 거리 감쇠가 작아 진동 공해에서 주로 문제가 된다.

진동변위: 진동량 표기에서 변위는 실제 변위의 진폭으로 나타낸다.
진동가속도: 진동속도를 시간으로 미분한 값, 즉 속도의 시간 변화율이다.
종파: 입자가 전파 방향과 같은 방향으로 진동하는 소밀파이다.

문제 9

활성슬러지 공법에서 주로 사용되는 화학유기영양계(Chemoorganotroph)의 탄소원과 에너지원이 바르게 연결된 것은?

1탄소원: CO₂, 에너지원: 유기물

2탄소원: CO₂, 에너지원: 무기물

3탄소원: 유기물, 에너지원: 무기물

4탄소원: 유기물, 에너지원: 유기물

정답 및 해설

화학유기영양계는 탄소원과 에너지원 모두 유기물을 이용한다.

탄소원 이산화탄소·에너지원 유기물: 이산화탄소를 탄소원으로 쓰는 것은 독립영양계의 특징이다.
탄소원 이산화탄소·에너지원 무기물: 질산화균 같은 화학무기독립영양계에 해당한다.
탄소원 유기물·에너지원 무기물: 무기물을 에너지원으로 쓰는 경우는 화학무기영양계로 분류된다.

문제 10

유해물질의 독성평가에서 일정시간 노출 시 대상 생물의 50%가 생존하는 독성물질의 농도를 지칭하는 것은?

1MOS

2TLm

3ED₅₀

4NOEL

정답 및 해설

일정 시간 노출 시 시험 생물의 50%가 생존하는 농도는 TLm(median tolerance limit, 반수생존한계농도)이다.

TLm은 주로 어류 등 수생생물을 대상으로 한 급성 독성 평가 지표로, 값이 작을수록 독성이 강하다.

MOS: 안전역(margin of safety)으로, 무영향 수준과 실제 노출량의 비를 뜻한다.
$\mathrm{ED_{50}}$ : 시험 대상의 50%에서 특정 효과가 나타나는 투여량(반수유효량)이다.
NOEL: 아무런 영향도 관찰되지 않는 최대 노출 수준(무영향관찰수준)이다.

문제 11

완속모래 여과조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1휴믹산 등에 의한 천연발생 색도는 거의 제거되지 않는다.

2역세척 과정이 없다.

3여과조 표면에 적정량의 조류 생성은 여과효율에 도움이 된다.

4용존성 유기물은 제거되지 않는다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 용존성 유기물이 제거되지 않는다는 설명이다. 완속여과는 여과막의 미생물 분해 작용으로 용존성 유기물도 일부 제거한다.

천연 색도: 휴믹산 등에 의한 색도는 완속여과만으로는 거의 제거되지 않는다.
세척 방식: 역세척을 하지 않고 표면의 모래층을 긁어내는 방식으로 관리한다.
조류: 표면에 적정량 번식한 조류는 생물막 형성과 산소 공급에 기여해 여과에 도움이 된다.

문제 12

광화학스모그(Photochemical smog) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

1복사역전에 의한 기온역전층 형성과 밀접한 관련이 있다.

2석탄연료를 사용하는 공업지역의 주요 대기오염현상으로 시작되었다.

3자동차가 많은 대도시 지역에서 주로 여름에 관측되는 대기오염현상이다.

4광화학산화물인 오존의 농도는 저녁부터 증가하여 새벽녘에 최대가 된다.

정답 및 해설

광화학스모그는 자동차가 많은 대도시에서 주로 여름철에 관측되는 대기오염현상이다.

자동차 배출 질소산화물과 탄화수소가 강한 햇빛 아래 광화학 반응을 일으켜 오존·PAN 등 광화학산화물을 만든다(LA형 스모그).

역전층 유형: 광화학스모그는 침강역전과 관련이 깊고, 복사역전은 런던형 스모그와 관련된다.
석탄연료 공업지역: 석탄 연소로 인한 황산화물·매연 오염은 런던형 스모그의 특징이다.
오존 농도 변화: 일사량이 강한 낮 시간대(정오~오후)에 최대가 되고 밤에는 낮아진다.

문제 13

토양의 양이온교환능력(CEC)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1토양 내 점토광물 함량이 높아지면 CEC 값은 낮아진다.

2CEC 표기단위는 meq/100 g soil이다.

3Ca²⁺ ＞ K⁺ ＞ Na⁺ 순으로 염기성 양이온의 교환이 일어난다.

4산성비가 내리면, 토양 내 Ca²⁺ 등 양이온의 용탈이 일어난다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 점토광물 함량이 높아지면 CEC가 낮아진다는 설명이다. 점토는 음전하를 띤 표면적이 넓어 함량이 높을수록 CEC가 커진다.

CEC는 토양 콜로이드(점토·부식)가 음전하로 보유할 수 있는 교환성 양이온의 총량으로, 토양의 양분 보유력과 완충능을 나타낸다.

표기단위: 건조 토양 100 g당 밀리당량, 즉 meq/100 g soil로 나타낸다.
교환 순서: 전하가 크고 수화반경이 작을수록 강하게 흡착되므로 칼슘이온 ＞ 칼륨이온 ＞ 나트륨이온 순으로 교환된다.
산성비: 수소이온이 교환 자리를 차지하면서 칼슘이온 등 염기성 양이온이 용탈된다.

문제 14

1집진극의 면적을 4배로 늘리고, 유량을 1/2로 줄인다.

2집진극의 면적을 2배로 늘리고, 유량을 1/4로 줄인다.

3집진극의 면적을 1/2로 줄이고, 유량을 4배로 늘린다.

4집진극의 면적을 1/4로 줄이고, 유량을 1/2로 줄인다.

정답 및 해설

겉보기 이동속도가 2배가 되면 집진극 면적/유량의 비를 1/2로 해야 같은 효율이 되므로, 면적을 1/4로 줄이고 유량을 1/2로 줄이는 방법이 옳다.

면적 4배·유량 1/2: $\dfrac{A}{Q}$ 가 8배가 되어 효율이 오히려 높아진다.
면적 2배·유량 1/4: $\dfrac{A}{Q}$ 가 8배가 되어 조건과 맞지 않는다.
면적 1/2·유량 4배: $\dfrac{A}{Q}$ 가 1/8이 되어 효율이 떨어진다.

문제 15

실내 소음의 평가 척도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1L_A는 수시로 변동하는 소음레벨을 평가하는 기본 척도이다.

2SIL은 장시간 생활하는 주거지역 환경 소음의 영향을 평가하는 척도이다.

3NC는 공조기 소음 등에 의한 광대역 정상 실내소음을 평가할 수 있다.

4PNC는 NC에 비해 저음역 및 고음역에서 엄격하게 평가되고 있다.

정답 및 해설

SIL은 회화 주파수 대역의 옥타브밴드 음압레벨을 산술평균해 구하며, 사무실 등에서 대화 가능 거리를 판단하는 데 쓰인다.

$L_{A}$ : A특성 보정 소음레벨로, 변동하는 소음을 평가하는 기본 척도이다.
NC: 공조기 소음처럼 광대역의 정상적인 실내소음을 평가하는 곡선이다.
PNC: NC를 보완한 곡선으로, 저음역과 고음역을 NC보다 엄격하게 평가한다.

문제 16

폐기물 고형화 방법 중 배기가스를 탈황시킬 때 발생되는 슬러지(FGD 슬러지)의 처리에 많이 사용되는 방법은?

1자가시멘트법

2석회기초법

3피막형성법

4유리화법

정답 및 해설

탈황 슬러지(FGD 슬러지) 처리에 많이 쓰이는 고형화 방법은 자가시멘트법이다.

FGD 슬러지에는 황산칼슘·아황산칼슘이 다량 들어 있어, 일부를 소성해 첨가하면 슬러지 자체 성분이 시멘트처럼 굳는 성질을 이용할 수 있다.

석회기초법: 석회와 포졸란 물질(비산재 등)의 반응을 이용하는 일반적 고형화 방법이다.
피막형성법: 폐기물을 고분자 물질 등으로 감싸 피막을 형성해 격리하는 방법이다.
유리화법: 고온에서 폐기물을 유리질로 용융시키는 방법으로, 주로 방사성·고위험 폐기물에 적용한다.

문제 17

하천의 용존산소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1용존산소의 포화 농도는 총용존물질(TDS) 농도에 비례한다.

2유기물의 호기성 분해에 의해 용존산소는 감소한다.

3재포기에 의해 용존산소는 증가한다.

4Streeter－Phelps 식은 하천의 용존산소에 대한 모형 중의 하나이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 용존산소 포화농도가 TDS 농도에 비례한다는 설명이다. 용존물질(염분)이 많을수록 포화 용존산소 농도는 감소한다.

포화 용존산소 농도는 수온과 염분이 높을수록 낮아지고, 기압(산소 분압)이 높을수록 커진다.

호기성 분해: 미생물이 유기물을 분해하면서 산소를 소비해 용존산소가 감소한다.
재포기: 수면을 통해 대기 중 산소가 녹아들어 용존산소가 증가한다.
Streeter-Phelps 식: 탈산소와 재포기를 함께 고려한 하천 용존산소 부족량 모형이다.

문제 18

오염 토양 및 지하수 정화기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1토양세척법(Soil flushing)은 토양내에 세척제를 주입해 줌으로써 중금속으로 오염된 토양 처리에 효과적이다.

2공기주입법(Air sparging)은 오염된 불포화층에 공기를 공급함으로써 오염 물질의 휘발 및 생분해를 증진시키는 방법이다.

3원위치 생물학적 공법(In－situ Bioremediation)은 미생물의 오염 물질 분해능력을 촉진시켜 오염 토양이나 지하수를 처리하는 기술이다.

4토양경작법(Landfarming)은 오염 토양의 생물학적 처리 공법으로 유류오염 토양의 정화에 효과적이다.

정답 및 해설

옳지 않은 것은 공기주입법을 불포화층에 공기를 공급하는 기술로 설명한 부분이다. 공기주입법은 지하수면 아래 포화층에 공기를 주입한다.

토양세척법(soil flushing): 세척제를 토양에 주입·회수해 중금속 등 오염물질을 씻어내는 방법이다.
원위치 생물학적 공법: 영양염·산소를 공급해 토착 미생물의 분해능을 높여 현장에서 처리한다.
토양경작법: 오염 토양을 펼쳐 갈아엎으며 미생물 분해를 촉진하는 방법으로 유류 오염에 효과적이다.

문제 19

고요한 침전지에서 수중에 존재하는 독립 입자상 물질의 침전속도 증가 요인으로 옳지 않은 것은?

1입자의 크기를 증가시킨다.

2입자의 밀도를 증가시킨다.

3수온을 감소시킨다.

4물의 점성계수를 감소시킨다.

정답 및 해설

침전속도 증가 요인이 아닌 것은 수온 감소이다. 수온이 낮아지면 물의 점성계수가 커져 침전속도가 느려진다.

Stokes 식: $V_s=\dfrac{g\left(\rho_s-\rho_w\right)d^2}{18\mu}$
침전속도는 입경의 제곱과 밀도차에 비례하고 점성계수에 반비례한다.

입자 크기 증가: 입경의 제곱에 비례하므로 침전속도가 크게 증가한다.
입자 밀도 증가: 물과의 밀도차가 커져 침전속도가 증가한다.
점성계수 감소: 분모가 작아지므로 침전속도가 증가한다.

문제 20

황사현상의 원인과 대책으로 옳지 않은 것은?

2우리나라에 영향을 미치는 황사의 발원지는 중국의 내몽골 고원, 고비사막 등이다.

정답 및 해설

황사로 미세먼지 농도가 급증하면 입자가 기관지·폐에 침착해 천식·기관지염 등을 악화시키므로, 노출 자체를 줄이는 대응이 필요하다.

황사의 정의: 강풍과 난류로 상승한 모래·먼지가 바람을 타고 이동해 부유하거나 낙하하는 현상이다.
발원지: 우리나라에 영향을 주는 황사는 중국 내몽골 고원, 고비사막 등에서 발생한다.
대책: 발원지 사막화 방지·조림 같은 국제협력과 농도·성분 분석, 정확한 예보가 주된 대책이다.