26년 1회차

사이클론의 집진 원리는 흡수가 아니라 원심력이므로 옳지 않게 짝지어진 것은 사이클론－흡수이다.

사이클론은 함진 가스를 선회시켜 입자에 작용하는 원심력으로 벽면에 분리·포집한다. 흡수는 가스상 물질을 액체에 녹여 제거하는 원리로, 입자상 물질 집진 원리와는 구분된다.

• 침강실－중력: 가스 유속을 낮춰 입자를 중력으로 침강시키므로 옳다.
• 백필터－여과: 여과포를 통과시키며 입자를 걸러내므로 옳다.
• 벤츄리 스크러버－세정: 목부에서 고속 가스에 물을 분사해 액적으로 입자를 포집하는 세정식이므로 옳다.

대기오염은 식물의 성장을 저해하므로 옳지 않은 것은 식물의 성장을 촉진시킨다는 설명이다.

아황산가스·오존·불소화합물 등은 잎의 반점·괴사, 광합성 저하를 일으켜 식물 생장에 피해를 준다.

• 가시거리 감소: 미세입자가 빛을 산란·흡수해 시정을 떨어뜨리므로 옳다.
• 호수의 산성화: 황산화물·질소산화물이 산성비를 만들어 호소를 산성화하므로 옳다.
• 구조물의 부식 촉진: 산성 물질이 금속·석재를 부식시키므로 옳다.

비소는 중금속(준금속) 오염물질로, 광화학 옥시던트에 해당하지 않는다.

광화학 옥시던트는 질소산화물과 탄화수소가 햇빛 아래 광화학 반응을 일으켜 생성되는 강한 산화성 2차 오염물질을 말한다.

• 오존: 광화학 반응의 대표 생성물로 옥시던트의 주성분이다.
• PAN(퍼옥시아세틸나이트레이트): 광화학 스모그에서 생성되는 산화성 물질이다.
• Acrolein(아크롤레인): 광화학 반응으로 생성되는 알데하이드류로 옥시던트에 포함된다.

지향성 변환은 소리가 퍼지는 방향을 바꾸는 전파경로 대책이므로 음원 대책으로 옳지 않다.

음원 대책은 소음이 발생하는 기계·설비 자체에서 소음 발생을 줄이는 방법이고, 전파경로 대책은 발생한 소리가 수음자에게 가는 경로를 차단·변경하는 방법(차음벽, 거리 확보, 지향성 변환 등)이다.

• 공명 방지: 구조물의 공진을 막아 발생 소음을 줄이는 음원 대책이다.
• 충돌 방지: 부품 간 충격음 발생을 억제하는 음원 대책이다.
• 소음기 설치: 배기·흡기구 등 음원에 직접 부착해 소음을 줄이는 음원 대책이다.

다이옥신 저감에는 충분한 산소 공급으로 완전연소를 유도해야 하므로, 낮은 산소량을 유지한다는 설명이 옳지 않다.

산소가 부족하면 불완전연소로 다이옥신 전구물질이 늘어난다. 완전연소 조건은 온도(Temperature)·체류시간(Time)·혼합(Turbulence)의 3T와 적정 공기비로 확보한다.

• 비산재 양 제어: 비산재 표면에서 다이옥신이 재합성되므로 비산재를 줄이는 것은 저감 방법이다.
• 충분한 온도와 체류시간 유지: 다이옥신 열분해 조건이므로 저감 방법이다.
• 투입 쓰레기의 양과 크기를 일정하게 함: 연소 상태를 안정시켜 불완전연소를 막으므로 저감 방법이다.

퇴비의 질소·인·칼륨 농도는 상업 비료보다 낮으므로 해당 설명이 옳지 않다.

퇴비는 비료 성분 함량이 낮은 대신 유기물을 공급해 토양 구조를 개선하는 역할이 크다.

• 품질표준화가 어려움: 원료 폐기물의 성상이 일정하지 않아 제품 품질이 들쭉날쭉하므로 옳다.
• 토양개량제로 사용: 유기물이 토양의 보수력·통기성을 높이므로 옳다.
• 폐기물 감량화 기여: 유기성폐기물을 재활용해 매립·소각량을 줄이므로 옳다.

생산자 책임 재활용 제도는 발생한 폐기물을 다시 활용하게 하는 재활용(Recycle) 대책이므로 발생 단계의 감량화 대책으로 옳지 않다.

감량화(Reduce)는 폐기물이 애초에 덜 생기도록 발생원에서 억제하는 대책이다.

• 쓰레기 종량제: 배출량에 따라 비용을 부담시켜 발생 자체를 억제하므로 감량화 대책이다.
• 1회용품 사용 규제: 1회용품 폐기물의 발생을 원천적으로 줄이므로 감량화 대책이다.
• 폐기물 부담금 제도: 재활용이 어려운 제품의 생산·사용을 억제하므로 감량화 대책이다.

온배수의 피해는 수온 상승에서 오므로 방류수 수온은 일정 온도를 넘지 않도록 관리하는 것이 규제의 취지이다. 수온을 '40 °C 이상'으로 규정한다는 서술은 규제 방향이 반대이므로 옳지 않다.

온배수는 수역의 수온을 높여 열오염을 일으킨다.

• 용존산소 감소: 수온이 오르면 산소 용해도가 낮아지고 생물 호흡량이 늘어 용존산소가 감소하므로 옳다.
• 종 다양성 영향: 고온에 약한 생물이 사라지고 내성종이 우점해 생태계 구성이 바뀌므로 옳다.
• 조류 과다출현: 수온 상승이 조류 증식을 촉진하므로 옳다.

용액 1 L에 녹아 있는 용질의 몰수는 몰 농도(M, mol/L)이다.

몰 농도는 용액의 부피를 기준으로 한다.

• 당량: 반응에 관여하는 화학적 단위량으로 농도 자체를 나타내지 않는다.
• 몰랄 농도: 용매 1 kg에 녹아 있는 용질의 몰수로, 기준이 용매 질량이다.
• 노르말 농도: 용액 1 L에 녹아 있는 용질의 당량수이다.

중탄산이온이 수소이온과 반응해 pH 변화를 억제하는 것이 자연수의 완충 현상이므로 이 설명이 옳다.

자연수의 완충작용은 탄산계($\mathrm{CO_2}$·$\mathrm{H_2CO_3}$·$\mathrm{HCO_3^-}$·$\mathrm{CO_3^{2-}}$) 평형에 의해 일어난다.
$\mathrm{HCO_3^- + H^+ \rightarrow H_2CO_3}$

• 석회의 영향을 받지 않음: 석회는 알칼리도를 높여 완충능에 영향을 주므로 옳지 않다.
• 용존 이산화탄소의 영향을 받지 않음: 용존 $\mathrm{CO_2}$는 탄산계 평형의 출발 물질이므로 옳지 않다.
• 탄산이온의 영향을 받지 않음: 탄산이온도 수소이온과 반응해 중탄산이온이 되는 탄산계 구성 성분이므로 옳지 않다.

진동전달률은 방진 효과를 나타내는 비율로, 진동 자체의 물리량을 표현하는 방법이 아니다.

진동의 크기는 변위·속도·가속도로 나타내며, 진동전달률은 기초로 전달되는 힘과 가진력의 비로 방진 설계 평가에 쓰인다.

• 진동변위: 진동체가 움직인 거리로 진동 물리량이다.
• 진동속도: 변위의 시간 변화율로 진동 물리량이다.
• 진동가속도: 속도의 시간 변화율로 진동 물리량이며 진동레벨 산정의 기초가 된다.

폐기물 성상분석은 시료 채취 후 밀도 측정을 가장 먼저 수행한다.

절단·분쇄나 분류를 거치면 겉보기 부피가 달라지므로, 원래 상태의 겉보기 밀도를 먼저 측정해야 한다. 이후 물리적 조성 분류 → 건조 → 절단 및 분쇄 → 화학적 조성 분석 순으로 진행한다.

• 절단 및 분쇄: 화학적 분석용 시료를 균질하게 만드는 후반 단계이다.
• 물리적 조성 분류: 밀도 측정 다음에 수행한다.
• 화학적 조성 분석: 전처리를 모두 마친 뒤 마지막에 수행한다.

폐수의 이론적 산소요구량은 2.88 mg/L이다.

톨루엔의 완전 산화 반응식:
$\mathrm{C_7H_8 + 9O_2 \rightarrow 7CO_2 + 4H_2O}$

톨루엔 분자량 = 7×12 + 8×1 = 92이므로 92 g은 1 mol이고, 필요한 산소는 9 mol이다.
$9 \times 32 = 288\ \mathrm{g} = 288{,}000\ \mathrm{mg}$

폐수 부피 100 $\mathrm{m^3}$ = 100,000 L이므로
$\mathrm{ThOD} = \dfrac{288{,}000\ \mathrm{mg}}{100{,}000\ \mathrm{L}} = 2.88\ \mathrm{mg/L}$ → 2.88 mg/L

토양경작법은 미생물 분해를 이용하는 생물학적 처리방법이므로 물리·화학적 처리방법이 아니다.

토양경작법(Landfarming)은 오염 토양을 얇게 펴고 주기적으로 뒤집어 산소를 공급함으로써 토착 미생물이 유류 등 유기오염물을 분해하게 하는 방법이다.

• 동전기법: 전극에 전류를 걸어 이온성 오염물을 이동·제거하는 물리·화학적 방법이다.
• 토양세척법: 세척액으로 오염물을 토양 입자에서 분리하는 물리·화학적 방법이다.
• 토양증기추출법: 진공으로 휘발성 오염물을 기상으로 추출하는 물리적 방법이다.

Benzene은 고리 구조에 공명 이중결합을 가진 방향족 화합물이므로 Alkane계가 아니다.

Alkane계(알케인)는 탄소 사이가 모두 단일결합인 사슬형 포화탄화수소로, 일반식 $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$를 따른다.

• Butane: $\mathrm{C_4H_{10}}$로 Alkane이다.
• Hexane: $\mathrm{C_6H_{14}}$로 Alkane이다.
• Heptane: $\mathrm{C_7H_{16}}$로 Alkane이다.

수질오염총량관리제도는 배출 농도와 배출량(총량)을 함께 고려하므로 이 설명이 옳다.

농도 규제만으로는 대량 배출원이 희석·다량 배출할 때 수계 오염을 막기 어려워, 수계 목표수질에 맞춰 배출 총량을 할당·관리한다.

• 소량 배출자에게 불리: 배출량이 적은 사업장은 할당량 부담이 작아 오히려 유리하므로 옳지 않다.
• 농도관리보다 저비용: 오염원 조사·수질 모델링·할당 및 이행 감시가 필요해 비용이 더 들므로 옳지 않다.
• 관리가 쉽고 규제 효과가 낮음: 관리는 더 복잡하지만 수계 전체 부하를 직접 줄여 규제 효과가 높으므로 옳지 않다.

표준상태에서 혼합가스의 밀도는 약 1.09 g/L이다.

혼합가스의 평균 분자량:
$M = 0.7 \times 16 + 0.3 \times 44 = 11.2 + 13.2 = 24.4\ \mathrm{g/mol}$

이상기체식 $PV = \dfrac{w}{M}RT$에서 밀도 $\rho = \dfrac{PM}{RT}$이다.
$\rho = \dfrac{1 \times 24.4}{0.082 \times 273} = \dfrac{24.4}{22.386} \approx 1.09\ \mathrm{g/L}$

메탄(16)보다 무거운 이산화탄소(44)가 섞여 있으므로 메탄 단독 기체보다 밀도가 크다는 점으로도 검산할 수 있다.

암모니아는 「실내공기질 관리법 시행규칙」상 오염물질 목록에 포함되지 않는다.

같은 규칙의 오염물질에는 미세먼지, 이산화탄소, 폼알데하이드, 총부유세균, 일산화탄소, 이산화질소, 라돈, 휘발성유기화합물, 석면, 오존 등 실내 건강 위해 물질이 지정되어 있다.

• 라돈: 토양·건축자재에서 방출되는 방사성 기체로 오염물질에 해당한다.
• 석면: 건축자재에서 비산되는 발암물질로 오염물질에 해당한다.
• 폼알데하이드: 가구·내장재에서 방출되는 물질로 오염물질에 해당한다.

침전된 슬러지의 양은 70 $\mathrm{m^3/day}$이다.

제거된 SS(고형물) 양:
$(400 - 50)\ \mathrm{mg/L} \times 10{,}000\ \mathrm{m^3/day} = 3{,}500\ \mathrm{kg/day} = 3.5\ \mathrm{t/day}$

함수율 95 %이면 슬러지 중 고형물은 5 %이므로
$\dfrac{3.5\ \mathrm{t/day}}{0.05} = 70\ \mathrm{t/day}$

비중 1.0이므로 1 t = 1 $\mathrm{m^3}$로 환산하면 70 $\mathrm{m^3/day}$이다.

1,2-디브로모-3-클로로프로판은 농약류에서 유래하는 유해 유기물질 항목이며, 소독제 및 소독부산물 기준에서 규제하는 물질이 아니다.

소독부산물은 염소 소독 과정에서 염소가 물속 유기물과 반응해 생기는 물질로, 트리할로메탄류·할로아세토니트릴류·할로아세틱에시드 등이 규제된다.

• 브로모디클로로메탄: 트리할로메탄류의 하나로 소독부산물 기준에서 규제한다.
• 디클로로아세토니트릴: 할로아세토니트릴류로 소독부산물 기준에서 규제한다.
• 할로아세틱에시드: 염소 소독으로 생성되는 할로겐화 초산류로 소독부산물 기준에서 규제한다.