[9급 지방직 환경공학개론] 23년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

흡착제가 아닌 것은 수산화 나트륨이다.
흡착은 고체 표면의 미세 공극에 물질이 물리적으로 붙는 현상이고, 수산화 나트륨은 산성 가스와 중화 반응하는 흡수제(화학적 반응제)로 쓰인다.
활성탄: 비표면적이 매우 큰 대표적 흡착제로 유기물·악취 제거에 쓰인다.
실리카 겔: 다공성 규산 겔로 수분 흡착(건조제)에 쓰인다.
활성 알루미나: 다공성 산화알루미늄으로 수분·불소 등의 흡착에 쓰인다.

수소 이온 농도로 pH 를 구하면 pH 2.22, pOH 11.78이 된다.
pH 는 수소 이온 농도의 음의 상용로그이고, 25℃ 에서 pH 와 pOH 의 합은 14 이다.
$\mathrm{pH}=-\log(6.0\times10^{-3})=3-\log 6=3-0.78=2.22$
$\mathrm{pOH}=14-2.22=11.78$
pH 2.22, pOH 10.78 조합은 두 값의 합이 13 이 되어 pH + pOH = 14 관계에 맞지 않는다.
pH 6.00, pOH 14.00 조합은 두 값의 합이 20 이라 pH + pOH = 14 관계에 맞지 않고, pH 도 계산값과 다르다.
pH 7.80, pOH 10.78 조합은 pH 가 7 보다 커 약염기를 뜻하므로 수소 이온 농도가 높은 산성 용액과 맞지 않고, 합도 14 가 아니다.

소음공해의 특징이 아닌 것은 축적성이 있다는 설명이다.
소음은 음원이 멈추면 즉시 사라지는 에너지 형태의 공해라서 환경에 축적되지 않는다. 국소적·다발적이라는 점은 맞지만 축적성은 없다.
감각적인 공해: 사람의 청감에 의해 피해 정도가 좌우되므로 옳다.
진정과 분쟁이 많음: 생활 주변에서 직접 체감되어 민원이 가장 많은 공해 중 하나이므로 옳다.
사후 처리할 물질이 없음: 잔류 오염물질이 남지 않으므로 옳다.

옳은 명명은 VSS: 휘발성 부유 고형물이다.
고형물은 여과 여부로 부유(SS)·용존(DS)을 나누고, 강열(550°C) 시 날아가는 것을 휘발성(V), 남는 것을 강열잔류(F, fixed)로 나눈다.
TDS: 총 부유 고형물이 아니라 총 용존 고형물이다.
FSS: 강열잔류 용존 고형물이 아니라 강열잔류 부유 고형물이다.
FDS: 강열잔류 부유 고형물이 아니라 강열잔류 용존 고형물이다.

수중 포화 용존 산소 농도는 8.32 mg/L이다.
산소 분압: $P = 0.2\ \mathrm{atm}$
몰농도: $C = kP = 1.3\times10^{-3}\times0.2 = 2.6\times10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$
질량농도(산소 분자량 32): $2.6\times10^{-4}\times32 = 8.32\times10^{-3}\ \mathrm{g/L} = 8.32\ \mathrm{mg/L}$
분압 대신 전압 1기압을 넣으면 다섯 배인 41.6이 되어 맞지 않는다.
산소 원자량 16을 그대로 곱하면 절반인 4.16이 되므로, 용존 산소는 분자($\mathrm{O_2)}$ 기준 32를 써야 한다.

침전조 1개의 유효 표면적은 500 m²이다.
표면부하율은 유량을 표면적으로 나눈 값이므로 전체 표면적은 $A = \dfrac{Q}{\mathrm{SOR}}$ 형태로 구한다.
$A = \dfrac{120000}{30} = 4000\ \mathrm{m^2}$
8개 침전조로 나누면 $\dfrac{4000}{8} = 500\ \mathrm{m^2}$
체류시간 4시간은 부피 계산용 조건으로, 표면적 계산에는 쓰이지 않는다.
침전조 개수로 나누지 않으면 전체 면적 4,000이 되어 단일 조 면적과 구분해야 한다.

기온 분포와 연기 형태가 바르게 짝지어진 것은 훈증형(fumigation) – 역전이다.
훈증형은 연기 배출구 위쪽에 역전층이 덮여 있고 그 아래는 불안정한 상태여서, 연기가 위로 퍼지지 못하고 지표 쪽으로 끌려 내려와 지면 농도가 크게 높아진다.
지붕형(lofting)은 지표 부근이 역전(안정)이고 굴뚝 위쪽이 불안정할 때 나타나며, 연기가 위로만 퍼진다. 그림처럼 전 층이 역전이면 부채형(fanning)에 해당한다.
원추형(coning)은 역전이 아니라 환경감률이 단열감률에 가까운 중립 또는 약한 안정 상태에서 나타난다.
구속형(trapping)은 굴뚝 위와 아래에 모두 역전층이 있어 연기가 두 역전층 사이에 갇히는 형태로, 중립 안정 상태와는 짝이 맞지 않는다. 그림의 하층 역전·상층 불안정 분포와 위로만 퍼지는 연기는 오히려 지붕형에 해당한다.

다이옥신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 수용성이다이다.
다이옥신은 물에 거의 녹지 않는 지용성(소수성) 물질이어서 지방 조직에 쌓이고 먹이사슬을 따라 농축된다.
폐기물소각시설: 염소 함유 물질의 불완전 연소 과정에서 생성되는 주요 배출원이므로 옳다.
생체 내 축적: 지용성이고 분해가 잘 되지 않아 체내에 축적되므로 옳다.
2,3,7,8-TCDD: 이성질체 중 독성이 가장 강해 독성등가 환산의 기준이 되므로 옳다.

기후·생태계 변화유발물질의 농도를 측정하는 것은 지구대기측정망이다.
대기환경보전법 시행규칙은 측정 목적에 따라 측정망을 나누며, 온실가스 등 기후·생태계 변화유발물질의 감시는 지구대기측정망이 맡는다.
교외대기측정망: 대기오염물질의 지역 배경 농도를 측정한다.
유해대기물질측정망: 특정대기유해물질 등 유해대기물질의 농도를 측정한다.
대기오염집중측정망: 국가 배경지역과 주요 도시지역의 대기오염물질 성분을 집중 측정한다. 국가 배경 농도와 장거리 이동 현황 파악은 국가배경농도측정망의 역할이다.

슬러지 부피 감소율은 37.5%이다.
농축 전후 고형물량은 같으므로 $V_1 C_1 = V_2 C_2$
$V_2 = \dfrac{2\times2.5}{4} = 1.25\ \mathrm{m^3}$
감소율: $\dfrac{2-1.25}{2}\times100 = 37.5\ \%$
농축 후 부피 1.25를 원래 부피와 비교하지 않고 그대로 비율로 쓰면 62.5가 되어 남은 비율을 구한 셈이 된다.
함량 차이 1.5%p를 단순 비율로 처리하면 근거 없는 값이 나오므로, 반드시 고형물 질량 보존식을 쓴다.

합류지점의 용존 산소 부족량은 1.24 mg/L이다.
합류 수온: $T = \dfrac{2\times15 + 0.5\times25}{2.5} = 17\ \mathrm{^\circ C}$이므로 포화 농도는 9.7 mg/L이다.
합류 DO: $\dfrac{2\times10.2 + 0.5\times1.5}{2.5} = \dfrac{21.15}{2.5} = 8.46\ \mathrm{mg/L}$
부족량: $9.7 - 8.46 = 1.24\ \mathrm{mg/L}$
8.46은 합류 후 DO 농도 자체이며 부족량이 아니다.
본류 수온의 포화값 10.2를 기준으로 쓰면 1.74가 되므로, 혼합 수온의 포화값을 써야 한다.

발생하는 $\mathrm{CO_2}$의 부피는 3.2 Sm³이다.
완전 연소 시 탄소 원자 1개당 $\mathrm{CO_2}$ 1분자가 생기므로, 프로페인 1부피는 3부피, 뷰테인 1부피는 4부피의 $\mathrm{CO_2}$를 낸다.
$0.8\times3 + 0.2\times4 = 2.4 + 0.8 = 3.2\ \mathrm{Sm^3}$
프로페인만으로 계산하면 3.0이 되어 뷰테인 기여분이 빠진다.
혼합비를 반대로 적용하면 3.8이 되므로 부피비를 각 성분에 정확히 대응시킨다.

매립지 선정 시 옳은 고려 사항은 ㄱ, ㄷ, ㄹ이다.
육상 매립지는 빗물이 모여드는 집수면적이 작아야 매립지로 유입되는 물과 침출수 발생량을 줄일 수 있으므로, 집수면적을 넓게 한다는 ㄴ은 옳지 않다.
ㄱ: 매립지는 주변 경관을 해치지 않도록 경관 손상이 적은 곳이어야 한다.
ㄷ: 침출수가 바다로 흘러들어 해양을 오염시킬 수 있는 장소는 피해야 한다.
ㄹ: 해안 매립지는 파도나 수압으로 호안이 손상되면 매립물이 유출되므로 그 영향이 크지 않은 곳이어야 한다.

토양증기추출법의 구성요소가 아닌 것은 풍력분별장치이다.
풍력분별장치는 공기 흐름으로 폐기물을 가벼운 것과 무거운 것으로 나누는 폐기물 선별 설비로, 토양 정화 시스템과 관계가 없다.
추출정 및 공기주입정: 불포화 토양에 공기를 넣고 오염 증기를 뽑아내는 핵심 설비이다.
진공펌프 및 송풍기: 토양 내 압력을 낮춰 휘발성 오염물질을 끌어내는 동력원이다.
배가스 처리장치: 추출된 오염 증기를 활성탄 흡착 등으로 처리한 뒤 배출하는 설비이다.

실질적인 지하수 유속은 0.025 m/d이다.
Darcy 유속: $v = K\dfrac{\Delta h}{L} = 0.2\times\dfrac{0.5}{20} = 0.005\ \mathrm{m/d}$
실제 물은 공극으로만 흐르므로 공극률로 나눈다.
$v_s = \dfrac{0.005}{0.2} = 0.025\ \mathrm{m/d}$
Darcy 유속 0.005에서 멈추면 단면 전체 기준의 겉보기 유속이 되어 실질 유속이 아니다.
수위 차 50cm를 m로 환산하지 않으면 값이 100배 커지므로 단위를 맞춘다.

시료의 SAR(나트륨 흡착비)은 2.0이다.
SAR 은 각 양이온 농도를 당량 농도(meq/L)로 바꾸어 계산한다.
$\mathrm{SAR}=\dfrac{\mathrm{Na^{+}}}{\sqrt{\dfrac{\mathrm{Ca^{2+}}+\mathrm{Mg^{2+}}}{2}}}$
당량 농도로 환산하면 다음과 같다.
$\mathrm{Na^{+}}=92.0/23.0=4\ \mathrm{meq/L}$
$\mathrm{Ca^{2+}}=100.0/20.0=5\ \mathrm{meq/L}$
$\mathrm{Mg^{2+}}=36.6/12.2=3\ \mathrm{meq/L}$
대입하면 $\mathrm{SAR}=\dfrac{4}{\sqrt{(5+3)/2}}=\dfrac{4}{2}=2.0$ 이다. Cl⁻ 는 음이온이라 SAR 계산에 쓰이지 않는다.

옳지 않은 설명은 반응 속도 일반식을 1차 반응식(농도 변화율이 농도의 1제곱에 비례)으로 제시한 것이다.
시간에 따라 1/C 가 직선으로 증가하므로 이 반응은 2차 반응이며, 일반식은 농도의 제곱에 비례해야 한다.
$\dfrac{dC}{dt}=-kC^{2}$
2차 반응을 적분한 결과식 $C=\dfrac{C_{0}}{1+kC_{0}t}$ 는 $\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_{0}}+kt$ 와 같은 식이므로 옳다.
1/C–t 그래프가 직선(결정계수 0.992)으로 나타나므로 2차 분해 반응이라는 설명은 옳다.
2차 반응에서 1/C–t 직선의 기울기가 속도 상수이므로 회귀식 기울기에서 k = 0.0035 L/(mg·min)이라는 설명은 옳다.

토양 오염에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 인산염이 토양입자에 잘 흡착되지 않는다는 설명이다.
인산염은 토양 속 철·알루미늄·칼슘과 결합하거나 점토에 강하게 흡착·고정되어 이동성이 낮다. 그래서 주로 토양 침식과 함께 수계로 유입된다.
비료 과다 유입: 질소·인이 유출되어 인근 수역의 부영양화를 일으키므로 옳다.
질산 이온: 음이온이라 토양에 잘 흡착되지 않고 쉽게 용탈되어 지하수를 오염시키므로 옳다.
잔류농약 농도: 유기물 함량·pH·점토 함량 등 토양의 물리화학적 성질에 따라 달라지므로 옳다.

주파수 200 Hz인 음의 주기는 0.005초이다.
주기는 주파수의 역수이다.
$T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{200} = 0.005\ \mathrm{s}$
0.001초: 역수가 1,000 Hz이므로 200 Hz와 맞지 않는다.
0.01초: 역수가 100 Hz이므로 맞지 않는다.
0.02초: 역수가 50 Hz이므로 맞지 않는다.

지정폐기물의 분류요건이 아닌 것은 부패성이다.
지정폐기물은 주변 환경을 오염시키거나 인체에 위해를 줄 수 있는 유해 특성(부식성·인화성·반응성·용출독성·감염성 등)으로 분류한다. 부패성은 일반 생활폐기물의 성상일 뿐 유해 특성이 아니다.
부식성: 강산·강알칼리 폐액 등이 해당하는 대표적 분류 특성이다.
인화성: 폐유·폐유기용제처럼 불붙기 쉬운 특성으로 분류 요건이다.
폭발성: 반응성의 한 형태로 위해를 줄 수 있어 분류 요건에 포함된다.