[7급 국가직 환경공학] 25년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

지속시간이 짧아지면 강우강도가 커지므로 우수량은 50 % 증가한다.
합리식 $Q=\dfrac{1}{360}CIA$에서 유출계수·면적이 같으므로 우수량은 강우강도에 비례한다.
$I_{20}=\dfrac{3000}{20+10}=100$
$I_{10}=\dfrac{3000}{10+10}=150$
$\dfrac{150-100}{100}\times100=50\,\%$
100 %는 지속시간이 절반이 된 비율을 그대로 적용한 값이다. 분모에 +10이 있어 강도는 2배가 되지 않는다.
25 % 증가는 강도비가 1.25배일 때의 값으로, 실제 강도비 1.5배와 맞지 않는다.
10 % 증가는 강도비 1.1배에 해당해 더욱 작다.

Monod식에 값을 넣으면 비증가율은 약 0.19 /hr이다.
$\mu=\mu_{\max}\dfrac{S}{K_s+S}$
$\mu=0.2\times\dfrac{200}{10+200}=0.2\times0.952\approx0.19\,\mathrm{hr^{-1}}$
0.21은 μ가 최댓값 0.2를 넘을 수 없다는 Monod식의 성질에 어긋난다.
0.17은 기질농도가 반포화농도의 20배여서 μ가 최댓값의 95 % 수준이어야 한다는 점과 맞지 않는다.
0.15는 최댓값의 75 %에 불과해 더욱 작다.

농도가 낮아 입자끼리 간섭·응결 없이 각자 가라앉는 침전은 독립침전(I형 침전)이다.
독립침전 입자는 크기·모양·비중이 변하지 않고 일정한 속도로 침강하므로 Stokes 법칙으로 침강속도를 구한다.
응집침전: 침강 중 입자끼리 응결해 커지며 속도가 빨라지는 침전(II형)이다.
간섭침전: 농도가 높아 입자들이 한 덩어리로 경계면을 이루며 가라앉는 지역침전(III형)이다.
압밀침전: 바닥에 쌓인 입자층이 위 하중에 눌려 물이 빠져나가는 침전(IV형)이다.

VSS는 105 °C 건조 무게와 550 °C 연소 후 무게의 차이로 구하며 1,200 mg/L이다.
$\mathrm{VSS}=\dfrac{(0.58-0.52)\,\mathrm{g}}{0.05\,\mathrm{L}}=1.2\,\mathrm{g/L}=1200\,\mathrm{mg/L}$
여과지 지름은 계산에 쓰이지 않는다.
5,200 mg/L는 여과 전후 105 °C 무게 증가분(0.26 g)으로 구한 TSS다.
4,000 mg/L는 연소 후 남은 무게 증가분(0.20 g)으로 구한 강열잔류 고형물(FSS)이다.
2,000 mg/L는 주어진 무게 차이 어느 조합으로도 나오지 않는 값이다.

연수는 경도가 75 mg/L($\mathrm{CaCO_3}$ 기준) 미만인 물이고, 75~150 mg/L는 적당한 경수 범위이므로 연수의 경도 설명이 옳지 않다.
경도는 물속 2가 양이온 농도를 탄산칼슘으로 환산해 나타낸다.
경도의 주요 원인 양이온이 칼슘과 마그네슘이라는 설명은 옳다.
양이온교환수지가 칼슘·마그네슘을 나트륨으로 바꾸어 연수화한다는 설명은 옳다.
경수를 가열하면 탄산칼슘 등이 석출되어 보일러 스케일을 만든다는 설명은 옳다.

이산화염소는 유기물을 염소화하지 않아 트리할로메탄을 거의 생성하지 않으므로 THM을 생성한다는 설명이 옳지 않다.
이산화염소는 THM 대신 아염소산이온($\mathrm{ClO_2^-}$)·염소산이온($\mathrm{ClO_3^-}$) 같은 무기 부산물이 문제가 된다.
살균효과가 잔류염소 농도와 접촉시간의 곱(CT)에 비례한다는 설명은 옳다.
HOCl의 해리 평형이 pH·온도에 따라 달라져 HOCl과 $\mathrm{OCl^-}$의 분율이 변한다는 설명은 옳다.
이산화황이 잔류염소를 환원해 탈염소에 쓰인다는 설명은 옳다.

정상 수두 투수시험에 다르시 법칙을 적용하면 투수계수는 2.0 m/day이다.
다르시 법칙: $Q = KA\dfrac{h}{L}$ 이므로 $K = \dfrac{QL}{Ah}$
수두차: $h = 3.3 - 1.3 = 2.0\ \mathrm{m}$
대입: $K = \dfrac{2 \times 0.1}{0.05 \times 2.0} = 2.0\ \mathrm{m/day}$
1.0은 계산값의 절반으로, 수두차를 두 배인 4 m로 잡아야 나오는 값이다.
1.5는 계산값보다 작아 수두차·길이 대입이 틀렸을 때의 값이다.
2.5는 계산값보다 커 주어진 조건으로는 도출되지 않는다.

반만 차서 흐르는 원형관의 경심도 D/4이므로, $\dfrac{\pi\mathrm{D}}{2}$의 2/3제곱에 비례한다는 설명이 옳지 않다.
Manning 공식 $V=\dfrac{1}{n}R^{2/3}I^{1/2}$에서 유속은 경심 R의 2/3제곱에 비례한다.
반관 경심 $R=\dfrac{\pi\mathrm{D}^2/8}{\pi\mathrm{D}/2}=\dfrac{\mathrm{D}}{4}$이고, $\dfrac{\pi\mathrm{D}}{2}$는 경심이 아니라 젖은 둘레(윤변)다.
유속이 조도계수 n에 반비례한다는 설명은 옳다.
유속이 동수경사의 1/2제곱에 비례한다는 설명은 옳다.
만관 원형관의 경심이 D/4여서 그 2/3제곱에 비례한다는 설명은 옳다.

1차 반응으로 90 % 제거에 필요한 시간은 5일이고, 여기에 유속을 곱한 배수로 길이는 4,320 m이다.
$\ln\dfrac{C}{C_0}=-kt$
$-2.3=-0.46\,t$
$t=5\,\mathrm{day}=432000\,\mathrm{s}$
$L=vt=0.01\times432000=4320\,\mathrm{m}$
유량 160 L/day는 길이 계산에 쓰이지 않으며, 일(day)을 초로 환산하지 않으면 자릿수가 틀어진다.

IPCC는 직접 연구를 수행하지 않고 발표된 연구를 평가·종합하는 기구이므로, 자체적으로 연구를 수행한다는 설명이 옳지 않다.
전 세계 과학자들이 기존 문헌을 검토해 평가보고서로 정리하고 정책결정자에게 제공한다.
세계기상기구와 유엔환경계획이 공동으로 설립했다는 설명은 옳다.
과학적 근거·영향과 적응·완화를 다루는 3개 실무그룹과 국가 온실가스 인벤토리 TF로 구성된다는 설명은 옳다.
기후변화 평가보고서를 주기적으로 발간한다는 설명은 옳다.

이상기체 상태방정식으로 구하면 필요한 부피는 약 $2.44\times10^{4}$ L이다.
$n=\dfrac{32000\,\mathrm{g}}{16\,\mathrm{g/mol}}=2000\,\mathrm{mol}$
$V=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{2000\times0.082\times298}{2}\approx24400\,\mathrm{L}$
$1.22\times10^{4}$ L는 메탄 분자량을 16이 아닌 32로 잡아 몰수를 절반으로 계산한 값이다.
$2.44\times10^{3}$ L는 kg을 g으로 환산할 때 자릿수를 하나 빠뜨린 값이다.
$1.22\times10^{3}$ L는 위 두 오류가 겹친 값이다.

교토 의정서는 선진국(부속서 I 국가)에만 온실가스 감축 의무를 부과했으므로, 선진국과 개발도상국이 모두 감축에 대응한다는 설명이 옳지 않다.
모든 당사국이 감축에 참여하는 체제는 파리협정이다.
몬트리올 의정서가 오존층 파괴물질의 생산·사용량을 단계적으로 감축하도록 했다는 설명은 옳다.
스톡홀름 협약이 잔류성유기오염물질 규제 협약이라는 설명은 옳다.
나고야 의정서가 유전자원 이용 이익의 공정·공평한 공유를 다룬다는 설명은 옳다.

습식 탈진은 집진판을 물로 씻어내므로 분진의 재비산을 방지할 수 있어, 재비산을 막을 수 없다는 설명이 옳지 않다.
건식 탈진은 추타(해머링) 충격 때 떨어진 분진이 다시 흩날리기 쉬운 반면, 습식은 재비산이 없는 대신 폐수 처리가 필요하다.
집진판에 쌓인 분진층이 성능을 떨어뜨리므로 주기적 탈진이 필요하다는 설명은 옳다.
습식은 세정수 처리 설비가 필요해 구조가 복잡하다는 설명은 옳다.
건식은 기계적 충격·진동으로 분진을 떨어낸다는 설명은 옳다.

계획 수립 단계에서 계획의 적정성과 입지 타당성을 검토하는 것은 전략환경영향평가다.
정의의 핵심어는 계획·환경보전계획과의 부합·대안 설정으로, 개별 사업이 아닌 상위 계획 단계의 평가다.
환경영향평가: 승인 등을 받아야 하는 사업의 시행이 환경에 미치는 영향을 미리 조사·예측·평가하는 것이다.
소규모 환경영향평가: 보전이 필요한 지역 등에서 일정 규모 개발사업의 입지 타당성과 환경 영향을 미리 검토하는 것이다.
사후환경영향조사: 사업 착공 후 주변 환경에 미치는 영향을 조사하는 것이다.

기압이 낮아지면 산소 분압이 낮아져 DO 포화도가 감소하므로, 증가한다는 설명이 옳지 않다.
헨리 법칙 $C=K_H\,P_{\mathrm{O_2}}$에 따라 포화 DO는 산소 분압에 비례한다.
산소 분압과 헨리상수로 DO 농도를 산정할 수 있다는 설명은 옳다.
수온이 오르면 기체 용해도가 줄어 DO 포화도가 감소한다는 설명은 옳다.
염분이 높아지면 염석 효과로 DO 포화도가 감소한다는 설명은 옳다.

퇴비화법은 미생물 분해를 이용하는 생물학적 처리이므로, 토양증기추출법과 함께 물리·화학적 처리로 묶은 설명이 옳지 않다.
토양증기추출법은 진공으로 휘발성 오염물을 뽑아내는 물리·화학적 방법이 맞다.
부지 내 정화를 현 위치 정화(In-situ)와 굴착 후 부지 내 정화(Ex-situ)로 나눈다는 설명은 옳다.
식물재배정화법과 토양경작법이 생물학적 처리라는 설명은 옳다.
소각법과 열분해법이 열적 처리라는 설명은 옳다.

40 phon은 1 sone, 50 phon은 2 sone이므로 합치면 3 sone이다.
$S=2^{(P-40)/10}$에서 40 phon은 $2^0=1$, 50 phon은 $2^1=2$이고, sone은 감각적 크기여서 산술적으로 더한다.
2 sone은 50 phon 소리 하나만의 크기다.
4 sone은 60 phon 소리 하나의 크기에 해당한다.
5 sone은 두 크기를 더한 값보다 크다.

에테르-물 분배계수가 3이면 용질은 에테르에 물보다 세 배 더 많이 녹으므로, 물에 더 많이 녹는다는 설명이 옳지 않다.
분배계수는 $K=\dfrac{C_{\mathrm{ether}}}{C_{\mathrm{water}}}$처럼 앞에 쓴 상의 농도를 분자로 둔다.
두 액상 사이 평형 농도 비율이라는 정의는 옳다.
옥탄올-물 분배계수가 클수록 지방조직 축적이 커져 생물농축계수와 상관이 높다는 설명은 옳다.
용해도가 온도에 따라 달라지므로 분배계수도 온도의 영향을 받는다는 설명은 옳다.

세 소음원의 에너지를 합산하면 총 음압레벨은 93.2 dB(A)이다.
$L=10\log(2\times10^{9}+10^{8})=10\log(2.1\times10^{9})$
$\log2.1=\log3+\log7-1=0.32$
$L=90+3.2=93.2$
90 dB 두 개만 합쳐도 약 93 dB이고, 10 dB 낮은 소음원 하나는 0.2 dB 정도만 더한다.

각 이온을 meq/L로 바꿔 대입하면 SAR은 1.5이다.
$\mathrm{Na^+}=\dfrac{69.0}{23.0}=3$, $\mathrm{Mg^{2+}}=\dfrac{36.6}{12.2}=3$, $\mathrm{Ca^{2+}}=\dfrac{100.0}{20.0}=5$ (meq/L)
$\mathrm{SAR}=\dfrac{\mathrm{Na^+}}{\sqrt{(\mathrm{Ca^{2+}}+\mathrm{Mg^{2+}})/2}}=\dfrac{3}{\sqrt{4}}=1.5$
2가 이온은 당량 = 원자량/2로 환산해야 하며, mg/L 값을 그대로 넣으면 틀린다.

다이옥신은 고온 완전연소 구간에서는 분해되므로, 1000 °C 이상에서 생성된다는 설명이 옳지 않다.
다이옥신은 주로 배가스가 냉각되는 수백 °C의 저온 구간에서 비산재 표면 반응 등으로 재합성된다.
쓰레기에 원래 있던 다이옥신이 분해되지 않고 배출되는 경로는 옳다.
PCBs·클로로페놀 같은 전구물질이 반응해 생성되는 경로는 옳다.
유사 구조 유기물과 염소공여체로부터 생성되는 경로는 옳다.

혐기성 소화가스는 메탄이 이산화탄소보다 많으므로, 이산화탄소가 더 많이 발생한다는 설명이 옳지 않다.
소화가스는 대략 메탄 60~70 %, 이산화탄소 30~40 %로 구성되어 연료로 회수할 수 있다.
가수분해가 혐기성 분해의 첫 단계라는 설명은 옳다.
가수분해에서 단백질이 아미노산으로 분해된다는 설명은 옳다.
메탄생성이 산생성 다음의 마지막 단계라는 설명은 옳다.

소화조 부피는 $500\,\mathrm{m^3}$, 수리학적 체류시간은 10일이다.
$V=\dfrac{1500\,\mathrm{kg/day}}{3\,\mathrm{kg/(m^3\cdot day)}}=500\,\mathrm{m^3}$
슬러지 유량 $Q=\dfrac{1500}{0.03}=50000\,\mathrm{kg/day}=50\,\mathrm{m^3/day}$
$\mathrm{HRT}=\dfrac{500}{50}=10\,\mathrm{day}$
부피 $250\,\mathrm{m^3}$ 짝은 용적부하 계산과 맞지 않고, $500\,\mathrm{m^3}$ 짝 중에서도 체류시간 8일은 슬러지 유량 $50\,\mathrm{m^3/day}$와 맞지 않는다.

일산화탄소는 비분산적외선분석법으로 측정하므로, 자외선 광도법과의 연결이 옳지 않다.
일산화탄소는 적외선 영역에서 특징적인 흡수를 보이며, 자외선 광도법은 자외선을 강하게 흡수하는 오존의 대표 측정법이다.
아황산가스는 자외선을 쬐면 내는 형광을 측정하는 자외선 형광법으로 측정할 수 있다.
질소산화물은 살츠만 시약으로 발색시키는 흡광광도법으로 측정할 수 있다.
오존은 에틸렌 등과의 반응광을 측정하는 화학발광법으로도 측정할 수 있다.

매연은 연소할 때 생기는 유리 탄소가 주가 되는 미세한 입자상물질이라는 설명이 옳다.
나머지는 정의가 서로 뒤바뀌어 있다 — 유리탄소가 응결한 것은 검댕, 증기가 응축한 고체 입자는 훈연이다.
유리탄소가 응결한 물질이라는 정의는 훈연이 아니라 검댕에 해당한다.
휘발한 가스상물질이 승화·응축해 생긴 고체 입자라는 정의는 검댕이 아니라 훈연에 해당한다.
스모그는 연기(smoke)와 안개(fog)의 합성어이다.