[9급 지방직 환경공학개론] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

엽록체가 광합성에 쓰는 주된 파장은 가시광선이다.
엽록소는 사람 눈에 보이는 파장 범위 중 청색과 적색 빛을 주로 흡수하고, 녹색 빛은 반사해 잎이 초록으로 보인다.
방사선은 에너지가 매우 커 생체 분자를 손상시키며 광합성 에너지원으로 쓰이지 않는다.
자외선은 가시광선보다 짧은 파장으로 세포·DNA 손상을 일으키는 쪽이다.
적외선은 가시광선보다 긴 파장으로 주로 열(온실효과)과 관련되며 광합성 흡수 대역이 아니다.

스토크스 법칙에서 침강 속도는 (입자 밀도 − 유체 밀도) × 지름의 제곱에 비례하므로, 입자 B의 침강 속도는 0.040 m/s이다.
공식: $v_s = \dfrac{(\rho_s - \rho)\, g\, d^2}{18\mu}$
비율: $\dfrac{v_B}{v_A} = \dfrac{(3000-1000)\times 0.20^2}{(2000-1000)\times 0.10^2} = \dfrac{2000 \times 0.04}{1000 \times 0.01} = 8$
결과: $v_B = 8 \times 0.0050 = 0.040\ \mathrm{m/s}$
0.015는 밀도차 대신 비중 자체의 비(1.5배)를 쓰고 지름도 제곱하지 않은(2배) 값이다.
0.020은 지름 제곱(4배)만 반영하고 밀도차 효과(2배)를 빠뜨린 값이다.
0.030은 밀도차 대신 비중 자체의 비(1.5배)에 지름 제곱(4배)을 곱한 값이다.

제3형 침전(지역 침전, 간섭 침전)에서는 입자들이 서로의 상대적 위치를 유지한 채 한 덩어리로 침전하므로, 위치를 크게 바꾼다는 설명이 옳지 않다.
고농도 입자들이 서로 간섭하여 층(blanket)을 이루며 내려가고, 위쪽에 맑은 물과 뚜렷한 경계면이 생긴다.
제1형(독립 침전): 입자가 다른 입자의 영향 없이 개별적으로 침전한다 — 옳은 설명.
제2형(응집 침전): 입자들이 응집하여 플록을 형성하며 침전 속도가 커진다 — 옳은 설명.
제4형(압밀 침전): 고농도 슬러지가 아래층에 쌓이며 자체 무게로 압밀된다 — 옳은 설명.

음의 세기 레벨은 $SIL = 10\log_{10}\left(\dfrac{I}{I_o}\right)\ \mathrm{dB}$로 정의한다.
벨(B) 단위의 상용로그 비에 10을 곱해 데시벨로 바꾸며, 대상 음의 세기를 기준 음의 세기로 나눈다.
$\log_{10}(I_o/I)$는 10배 계수가 없고 분자·분모도 뒤바뀌어 있다.
$\log_{10}(I/I_o)$는 비의 방향은 맞지만 10배 계수가 빠져 벨 단위 값이 된다.
$10\log_{10}(I_o/I)$는 분자·분모가 뒤바뀌어 음이 셀수록 레벨이 작아지는 식이다.

총 대장균군은 그람 음성의 무포자 간균이므로, 그람 양성이라는 설명이 옳지 않다.
총 대장균군은 호기성 또는 통성 혐기성이며 락토스를 분해해 가스를 생성하는 세균군으로 정의된다.
락토스를 발효시켜 35°C에서 48시간 내 기체를 생성하는 세균을 포함한다는 것은 총 대장균군의 정의이다 — 옳은 설명.
E. coli는 분변성 대장균군의 대표 종이며 총 대장균군에도 포함된다 — 옳은 설명.
분변성 대장균군은 온혈 동물의 장에서 유래하므로 분변 오염의 지표가 된다 — 옳은 설명.

고위발열량과 저위발열량의 차이는 생성 수분의 증발잠열이므로, 생성 수분량은 1.25 kg이다.
공식: $H_h - H_l = 600 \times W$
대입: $11000 - 10250 = 750 = 600 \times W$
결과: $W = \dfrac{750}{600} = 1.25\ \mathrm{kg}$
0.75는 발열량 차이 750을 1000으로 나눈 값으로, 증발열을 잘못 적용한 결과이다.
1.00·1.50은 발열량 차이와 증발열의 비에서 나오지 않는 값이다.

공기 중 음속은 온도가 상승하면 증가하므로, 감소한다는 설명이 옳지 않다.
공기 중 음속은 절대온도의 제곱근에 비례하며, 근사식은 $c \approx 331.5 + 0.6\,t\ \mathrm{m/s}$이다.
0℃, 1기압 공기에서 음속이 약 331 m/s라는 것은 옳다.
물속에서도 일반적인 수온 범위에서는 온도가 오르면 음속이 증가한다 — 옳은 설명.
마하 수는 물체의 이동 속도를 음속으로 나눈 비율이다 — 옳은 설명.

공동 현상은 흡입 측 압력이 낮아질 때 생기므로, 흡입손실수두가 클 때 발생하기 쉽다. 작을 때 발생하기 쉽다는 설명이 옳지 않다.
흡입 양정·손실이 커서 유효흡입수두(NPSH)가 부족해지면 물의 압력이 포화증기압 아래로 떨어져 기포가 생긴다.
유속 급변·와류 등으로 물속에 기포가 형성되는 현상이라는 정의는 옳다.
공동 현상이 생기면 소음·진동·침식과 함께 양수 기능이 저하된다 — 옳은 설명.
회전수를 낮추면 필요흡입수두가 줄어 공동 현상 방지에 도움이 된다 — 옳은 설명.

질소 산화물 제거에 가장 효과적인 장치는 선택적 촉매환원(SCR) 장치이다.
SCR은 암모니아 등 환원제를 주입해 촉매 위에서 $\mathrm{NO_x}$를 $\mathrm{N_2}$와 $\mathrm{H_2O}$로 환원시키는 배연 탈질 기술이다.
물 세정 흡수탑: 수용성 가스 제거에는 쓰이지만 NO는 물에 잘 녹지 않아 탈질 효율이 낮다.
전기집진기: 입자상 물질(먼지)을 정전기력으로 제거하는 장치이다.
여과집진기: 여과포로 입자상 물질을 걸러내는 장치이다.

단위 무게당 발열량은 플라스틱이 가장 높다.
플라스틱은 탄소·수소 함량이 높고 수분·회분이 적어 석유계 연료에 가까운 고발열량을 가진다.
종이: 셀룰로오스 성분으로 산소 함량이 높아 플라스틱보다 발열량이 낮다.
목재: 종이와 비슷한 셀룰로오스계로 발열량이 플라스틱보다 낮다.
음식물 쓰레기: 수분 함량이 매우 높아 발열량이 가장 낮은 축에 속한다.

pH가 높아지면 HOCl이 $OCl^{-}$로 해리되므로 $HOCl/OCl^{-}$ 비율은 작아진다는 점에서, 비율이 커진다는 설명이 옳지 않다.
차아염소산은 $\mathrm{HOCl \rightleftharpoons H^+ + OCl^-}$로 해리하며, 수소이온이 줄어드는 높은 pH에서는 평형이 오른쪽으로 이동한다.
염소가 유기물과 반응해 트리할로메탄 같은 발암성 소독부산물을 만든다는 설명은 옳다.
염소가 암모니아와 반응해 모노클로라민·다이클로라민 등 결합 잔류 염소를 만든다는 설명은 옳다.
암모니아가 있는 물에서 유리 잔류 염소를 유지하려면 불연속점 이상으로 염소를 주입해야 한다는 설명은 옳다.

정수장 응집 침전지 슬러지는 응집제(알루미늄·철염)와 점토·모래 등 무기물이 주성분이므로 유기성 슬러지에 해당하지 않는다.
유기성 슬러지는 생물학적 처리나 유기물 분해 과정에서 발생해 유기물 함량이 높은 슬러지를 말한다.
생물학적 처리공정의 잉여 슬러지: 미생물 덩어리로 대표적인 유기성 슬러지이다.
음식물 쓰레기 처리공정의 고형물: 유기물이 주성분이다.
정화조 찌꺼기: 분뇨 유래 유기물이 주성분이다.

광화학 스모그의 반응물·생성물에 해당하지 않는 것은 황 산화물이다.
광화학 스모그는 질소 산화물과 탄화수소가 햇빛(자외선)을 받아 반응하여 오존·PAN·알데하이드 등 광화학 산화제를 생성하는 현상이다. 황 산화물은 런던형(환원형) 스모그의 주원인 물질이다.
탄화수소: 광화학 반응의 반응물이다.
질소 산화물: 광화학 반응의 반응물이다.
오존: 광화학 반응의 대표적인 생성물(2차 오염물질)이다.

pH 7.6에서는 중탄산 이온이 주된 알칼리도 물질이고, 비탄산 경도는 60 mg $\mathrm{CaCO_3}$/L이다.
pH 8.3 미만에서는 탄산 이온이 거의 없고 알칼리도의 대부분이 $\mathrm{HCO_3^-}$이다.
총 경도가 알칼리도보다 크므로 탄산 경도 = 알칼리도 = 190이다.
비탄산 경도: $250 - 190 = 60\ \mathrm{mg\,CaCO_3/L}$
탄산 이온을 주된 물질로 보는 것은 pH가 8.3 이상일 때에 해당하므로 맞지 않다.
190은 탄산 경도(= 알칼리도)이며 비탄산 경도가 아니다.

크로뮴은 +6가가 +3가보다 독성이 훨씬 강하다. 따라서 +3가가 더 강하다는 설명이 옳지 않다.
6가 크로뮴은 산화력이 강하고 세포막 투과성이 높아 발암성을 띠며, 처리 시 3가로 환원시킨 뒤 침전시킨다.
황산 구리는 조류 제거제로 부영양화 호수에 살포되기도 한다 — 옳은 설명.
납은 과거 휘발유 노킹 방지제(사에틸납)로 쓰여 도로변 토양에서 검출된다 — 옳은 설명.
수은은 상온에서 액체인 유일한 금속이다 — 옳은 설명.

동점도계수는 점도를 밀도로 나눈 값이므로, 속도로 나눈다는 설명이 옳지 않다.
공식: $\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$, 단위는 $\mathrm{m^2/s}$이다.
액체(물)는 온도가 오르면 분자 간 응집력이 약해져 점도가 감소한다 — 옳은 설명.
뉴턴 유체는 전단응력이 속도 경사에 비례한다($\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$) — 옳은 설명.
기체(공기)는 온도가 오르면 분자 운동량 교환이 활발해져 점도가 증가한다 — 옳은 설명.

MBR은 막으로 미생물을 완전히 보유하므로 슬러지 체류 시간(SRT)을 길게 운전하여 잉여 슬러지를 줄인다. SRT를 짧게 한다는 설명이 옳지 않다.
막분리로 고액분리를 하므로 침전지가 필요 없고, 반응조 내 MLSS를 고농도로 유지할 수 있다.
2차 침전지가 생략되어 부지 공간을 절약할 수 있다 — 옳은 설명.
고농도 미생물 덕분에 수리학적 체류 시간을 짧게 유지할 수 있다 — 옳은 설명.
막 오염·노후로 주기적인 막 교체 비용이 발생한다 — 옳은 설명.

염소가 함유된 플라스틱(PVC 등)은 연소 시 다이옥신 생성을 오히려 늘리므로 RDF 원료에서 최대한 배제해야 한다. 이를 많이 사용하는 것이 바람직하다는 설명이 옳지 않다.
RDF는 가연성 폐기물을 선별·파쇄·건조·성형한 고형 연료로, 염소 함량을 낮게 관리하는 것이 품질의 핵심이다.
성분 조성이 균일해야 연소가 안정적이다 — 옳은 설명.
펠렛형·분말형 등 다양한 형태로 제조된다 — 옳은 설명.
함수량을 줄이면 발열량이 높아진다 — 옳은 설명.

1주 동안 배출된 $\mathrm{SO_2}$ 질량을 혼합 공간 부피로 나누면 최종 농도는 1,120 $\mu g/m^{3}$이다.
하루 S 배출: $200 \times 0.04 = 8\ \mathrm{t}$
하루 $\mathrm{SO_2}$ 배출: $8 \times \dfrac{64}{32} = 16\ \mathrm{t}$
1주 $\mathrm{SO_2}$: $16 \times 7 = 112\ \mathrm{t} = 1.12 \times 10^{14}\ \mu\mathrm{g}$
부피: $1000 \times 10^{6}\ \mathrm{m^2} \times 100\ \mathrm{m} = 10^{11}\ \mathrm{m^3}$
농도: $\dfrac{1.12 \times 10^{14}}{10^{11}} = 1120\ \mu\mathrm{g/m^3}$
560은 S를 $\mathrm{SO_2}$로 환산(×2)하지 않고 황 질량만으로 계산한 값이다.
112·56은 단위 환산 자릿수를 잘못 처리했을 때 나오는 값이다.

해수의 평균 염도는 약 35‰(3.5%)이므로, 3.5‰라는 설명이 옳지 않다.
‰는 천분율이므로 3.5%는 35‰에 해당하며, 3.5‰는 실제 값의 1/10이다.
해수의 pH는 탄산염 완충 작용으로 약 7.5~8.5의 약알칼리성이다 — 옳은 설명.
기체 용해도는 수온이 낮을수록 증가하므로 용존 산소도 증가한다 — 옳은 설명.
해수 밀도는 온도가 오르면 작아지고 염도가 높으면 커진다 — 옳은 설명.