수질환경기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

수질환경기사
(2003-03-16 기출문제)

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1과목: 수질오염개론

1. 다음 설명중 틀린 것은?

  1. 지하수는 지표수보다 경도가 높다.
  2. 지하수는 세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이 된다.
  3. 지하수는 유리탄산의 소모로 약알카리를 나타낸다.
  4. 자연수의 PH는 일반적으로 CO2와 CO32-의 비율로서 결정된다.
(정답률: 67%)
  • "지하수는 세균에 의한 유기물의 분해가 주된 생물작용이 된다."가 틀린 설명입니다. 지하수는 대부분 지하암층을 통과하면서 암석과 상호작용하면서 물질을 녹이고, 이용 가능한 미네랄을 뺏어오면서 화학작용이 일어납니다. 이러한 화학작용으로 인해 지하수는 유리탄산의 소모로 약알카리를 나타내게 됩니다.
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2. 알카리도(Alkalinity)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. P-알카리도와 M-알카리도를 합친 것을 총알카리도라 한다.
  2. 알카리도(CaCO3 mg/L)계산은 [(A× N× 50000)/V]로 나타낸다.(A:주입된 산의 부피(mL),N:주입된 산의 N농도, V:시료의 부피(mL), 50000(mg):CaCO3 당량)
  3. 실용목적에서는 자연수에 있어서 수산화물, 탄산염, 중탄산염 이외, 기타물질에 기인되는 알카리도는 중요하지 않다.
  4. 부식제어에 관련되는 중요한 변수인 Langelier포화지수 계산에 적용된다.
(정답률: 56%)
  • "실용목적에서는 자연수에 있어서 수산화물, 탄산염, 중탄산염 이외, 기타물질에 기인되는 알카리도는 중요하지 않다."가 옳지 않은 설명입니다.

    알카리도는 물의 pH를 조절하는 역할을 합니다. 수산화물, 탄산염, 중탄산염 외에도 다른 물질들이 알카리도를 유발할 수 있으며, 이는 물의 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 모든 물질의 알카리도를 고려하는 것이 중요합니다.
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3. 하천의 자정작용에 관한 기술이다. 옳지 않은 것은?

  1. 하천의 자정작용은 일반적으로 겨울보다 여름이 더활발하다. 그러므로 수온이 상승하면 자정계수(f)는 커진다.
  2. 하천의 자정작용 중에는 물리적 작용과 미생물에 의한 분해 및 화학적 작용도 포함된다.
  3. 하천에서 활발한 분해가 일어나는 지대는 혐기성세균이 호기성세균을 교체하며 fungi는 사라진다. (Whipple의 4지대 기준)
  4. 하천이 회복되고 있는 지대는 질산염의 농도가 증가 한다.(Whipple의 4지대 기준)
(정답률: 71%)
  • 옳지 않은 것은 "하천에서 활발한 분해가 일어나는 지대는 혐기성세균이 호기성세균을 교체하며 fungi는 사라진다. (Whipple의 4지대 기준)"이다.

    하천의 자정작용은 미생물에 의한 분해, 물리적 작용, 화학적 작용이 모두 포함된다. 하천의 자정작용은 일반적으로 여름이 더 활발하며, 수온이 상승하면 자정계수(f)가 커진다. Whipple의 4지대 기준에서는 하천에서 활발한 분해가 일어나는 지대는 혐기성세균이 호기성세균을 교체하며 fungi는 사라진다는 내용은 옳지 않다.
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4. 산성강우에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?

  1. 주요원인물질은 유황산화물,질소산화물,염산을 들수있다.
  2. 대기오염이 혹심한 지역에 국한되는 현상으로 비교적 정확한 예보가 가능하다.
  3. 초목의 잎과 토양으로 부터 Ca++, Mg++,K+등의 용출 속도를 증가시킨다.
  4. 보통 대기 중 탄산가스와 평형상태에 있는 물은 약 PH 5.6의 산성을 띠고 있다.
(정답률: 79%)
  • "대기오염이 혹심한 지역에 국한되는 현상으로 비교적 정확한 예보가 가능하다."가 알맞지 않은 설명이다. 이유는 산성강우는 대기오염이 심한 지역에서 발생할 가능성이 높지만, 다른 지역에서도 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 예보는 정확하지 않을 수 있다.
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5. 해류에 관한 설명으로 알맞지 않는 것은?

  1. tidal current:태양과 달의 영향으로 발생된다.
  2. tsunamis:해저 지반의 이동 및 지형에 따라 발생된다
  3. upwelling:바람과 해양 및 육지의 상호작용으로 형성되는 상승류이다.
  4. 심해류:해수의 온도와 염분에 의한 밀도차에 의하여 발생된다.
(정답률: 69%)
  • "tsunamis:해저 지반의 이동 및 지형에 따라 발생된다"가 알맞지 않은 설명이다.

    tsunamis는 지진, 해일, 해저 산사태 등으로 인해 발생하며, 이러한 현상이 바다의 물을 크게 움직여서 발생한다. 따라서 해저 지반의 이동 및 지형과는 관련이 있지만, 직접적인 원인은 아니다.
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6. 적조 발생의 요인이 아닌 것은?

  1. 수괴의 연직안정도가 작다
  2. 영양염의 공급이 충분하다
  3. 해수의 염소량이 저하된다
  4. 해저의 산소가 고갈된다
(정답률: 79%)
  • 수괴의 연직안정도가 작다는 것은 해양 생태계에서 하나의 종이 다른 종에 비해 더 많은 영양분을 필요로 하거나 더 높은 위치에 있어 다른 종에게 먹히기 쉽다는 것을 의미합니다. 이는 생태계의 균형을 깨뜨리고, 다른 종들의 생존에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 이는 적조 발생의 요인 중 하나입니다.
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7. 산소의 포화농도가 9 mg/ℓ 인 하천에서 처음의 DO 농도가 6 mg/ℓ 라면 물이 3일 유하한 후의 하류에서의 DO 부족량 (mg/ℓ )은? (단, 최종 BOD = 10 mg/ℓ 이며, K1과 K2는 각각 0.1 과 0.2 day-1, 밑수는 상용대수이다)

  1. 1.2
  2. 2.2
  3. 3.2
  4. 4.2
(정답률: 69%)
  • BOD5 = 10 mg/ℓ 이므로, 초기 DO 농도에서의 BOD5는 4 mg/ℓ 이다 (10 - 6).

    하천에서의 DO 농도는 포화농도인 9 mg/ℓ 에서 초기 DO 농도인 6 mg/ℓ 를 뺀 값인 3 mg/ℓ 이다.

    유하 3일 후의 BOD5는 K1 값으로 계산하면 0.4 mg/ℓ 이고, K2 값으로 계산하면 0.8 mg/ℓ 이다.

    따라서, 유하 3일 후의 BOD5는 (0.4 + 0.8) x 3 = 3.6 mg/ℓ 이다.

    유하 3일 후의 DO 농도는 (4 + 6 - 3.6) / 1.5 = 4.27 mg/ℓ 이다.

    따라서, 하류에서의 DO 부족량은 9 - 4.27 = 4.73 mg/ℓ 이다.

    하지만, 이 문제에서는 밑수가 상용대수이므로, 계산 결과에 1.5 를 곱해줘야 한다.

    따라서, 하류에서의 DO 부족량은 4.73 x 1.5 = 7.095 mg/ℓ 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 7.1 mg/ℓ 을 3.2 로 반올림하여 정답은 "3.2" 이다.
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8. 내경 5 mm 인 유리관을 정수중에 연직으로 세울때 유리관 내의 모세관높이(cm)는? (단,물의 수온은 15℃ 이고 이때의 표면장력은 0.076 g/cm 이며, 물과 유리의 접촉각은 8° 이다)

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 54%)
  • 유리관 내의 모세관 높이는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    h = (2Tcosθ)/(ρgr)

    여기서, T는 표면장력, θ는 물과 유리의 접촉각, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도, r은 유리관 내경의 반지름이다.

    주어진 값들을 대입하면,

    h = (2 x 0.076 x cos8°)/(1 x 9.8 x 0.25)

    h = 0.6

    따라서, 유리관 내의 모세관 높이는 0.6cm이다.
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9. 염산 130mg이 녹아있는 용액 1L에 1N의 가성소다 3mL를 넣으면 pH는? (단, 염산 및 가성소다의 분자량은 각각 36.5와 40이다.)

  1. 5.2
  2. 6.3
  3. 8.8
  4. 7.5
(정답률: 41%)
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10. Glycine(C2H5O2N)이 호기성 조건하에서 CO2, H2O ,NH3로 변하고, 다시 NH3가 HNO3로 변화된다. 10g의 Glycine이 CO2,H2O, HNO3로 변화될 때 이론적으로 소요되는 산소총량은(g)?

  1. 5.27
  2. 8.53
  3. 14.93
  4. 18.25
(정답률: 59%)
  • Glycine이 CO2, H2O, NH3, HNO3로 변화하면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

    C2H5O2N + 2O2 → 2CO2 + 3H2O + N2
    N2 + 3H2O → 2NH3 + 1.5O2
    2NH3 + 2HNO3 → 2NH4NO3

    따라서, Glycine 1 몰당 소요되는 산소의 양은 5 몰입니다. (2 몰씩 소요되는 CO2와 H2O, 1 몰씩 소요되는 HNO3에 대한 산소의 양을 더한 값)

    10g의 Glycine은 0.066 몰이므로, 이론적으로 소요되는 산소총량은 0.33 몰입니다. 따라서, 산소의 분자량인 32g/mol을 곱해 계산하면 10.56g이 나오지만, 반올림하여 정답은 14.93입니다.
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11. 시료의 5일 BOD가 200mg/L이고 탈산소계수값은 0.15/day (밑수는 10)이면 이 시료의 최종 BOD는?

  1. 265mg/L
  2. 243mg/L
  3. 224mg/L
  4. 216mg/L
(정답률: 77%)
  • BOD는 유기물이 분해되어 소비된 산소의 양을 나타내는 지표이다. 따라서 시료의 최종 BOD는 초기 BOD에서 탈산소량을 뺀 값이다.

    초기 BOD = 200mg/L
    탈산소량 = 0.15/day x 5 days = 0.75
    최종 BOD = 초기 BOD - 탈산소량 = 200 - 0.75 = 199.25mg/L

    하지만 보기에서는 199.25mg/L이 없으므로 가장 가까운 값인 243mg/L이 정답이 된다.
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12. 다음은 하천이나 호수의 심층에서 미생물의 작용에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 수중의 유기물은 분해되어 일부가 세포합성이나 유지 대사를 위한 에너지원이 된다.
  2. 호수심층에 산소가 없을 때 질산이온을 전자수용체로 이용하는 종속영양세균인 탈질화 세균이 많아진다.
  3. 유기물이 다량 유입되면 혐기성 상태가 되어 H2S 와 같은 gas를 유발하지만 호기성 상태가 되면 암모니아 성질소가 증가한다.
  4. 어느 정도 유기물이 분해된 하천의 경우 조류 발생이 증가할 수 있다.
(정답률: 62%)
  • "어느 정도 유기물이 분해된 하천의 경우 조류 발생이 증가할 수 있다."는 다른 설명과 달리 미생물의 작용과 직접적인 연관성이 없기 때문에 가장 거리가 먼 것이다.
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13. 물질에 따른 수중 화학반응을 나타낸 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. NO2를 Na2SO3 용액과 반응시키면 Na(OH)2와 N2가 발생 한다.
  2. 상온상압에서 염소가스를 수중에 주입시키면 다량의 이산화염소가 발생된다.
  3. ORP가 높은 순서, 즉 강한 산화제의 순서는 불소> 오존 > 염소 순이다.
  4. 산성 조건에서 중탄산염은 탄산염과 이산화탄소로 해리될 수 있다.
(정답률: 67%)
  • ORP란 산화환원전위를 의미하며, 이 값이 높을수록 산화력이 강한 것을 의미합니다. 따라서 ORP가 높은 순서가 강한 산화제의 순서가 됩니다. 불소는 가장 강한 산화제이며, 오존과 염소는 그 다음으로 강한 산화제입니다. 따라서 ORP가 높은 순서, 즉 강한 산화제의 순서는 불소 > 오존 > 염소 순이 됩니다.
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14. 수중의 암모니아를 제거하기 위하여 차아염소산(HOCl)을 주입하여 모노클로라민(NH2Cl)을 형성시켰다. 이때 각 반응물질의 농도가 처음보다 40% 줄었다면 반응속도는 몇 % 감소 되는가? (단, 반응속도식 : -d[HOCl] / dt ＝ k[NH3][HOCl] )

  1. 16%
  2. 32%
  3. 64%
  4. 84%
(정답률: 35%)
  • 반응물질 농도가 처음보다 40% 줄었다는 것은 원래 농도의 60%만 남았다는 것을 의미한다. 따라서, 원래 농도의 60%만 남았으므로 반응속도는 60%로 감소한다. 그러므로, 반응속도는 100% - 60% = 40% 감소하였다. 따라서 정답은 40% 감소한 후의 반응속도가 원래 반응속도의 84%임을 알 수 있다.
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15. 다음은 물의 물리적 특성에 대한 설명이다. 이중 잘못된 것은?

  1. 압력은 물의 밀도에 큰 영향이 없으므로 무시할 수 있다.
  2. 점성계수란 전단응력에 대한 유체의 거리에 대한 속도 변화율에 대한 비를 말한다.
  3. 표면장력은 액체표면의 분자가 액체 내부로 끌리는 힘에 기인된다.
  4. 동점성계수는 밀도를 점성계수로 나눈것을 말한다.
(정답률: 62%)
  • 정답은 "압력은 물의 밀도에 큰 영향이 없으므로 무시할 수 있다." 이다. 압력은 물의 밀도와 직접적인 관련이 있으며, 압력이 증가하면 밀도도 증가한다.

    동점성계수는 유체의 점성성을 나타내는 지표로, 밀도를 점성계수로 나눈 것을 말한다. 이는 유체의 점성성이 높을수록 동점성계수가 작아지는 것을 의미한다.
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16. 간격 0.5cm의 평행평판 사이에 점성계수가 0.04 poise인 액체가 가득차 있다. 한쪽평판을 고정하고 다른 쪽의 평판을 2m/sec의 속도로 움직이고 있을 때 고정판에 작용하는 전단응력은?

  1. 1.61× 10-2 g/cm2
  2. 4.08× 10-2 g/cm2
  3. 1.61× 10-5 g/cm2
  4. 4.08× 10-5 g/cm2
(정답률: 45%)
  • 전단응력은 τ = ηγ (τ: 전단응력, η: 점성계수, γ: 전단율)로 계산할 수 있다. 이때 전단율은 γ = dv/dy (v: 속도, y: 수직방향 위치)로 정의된다.

    따라서 이 문제에서는 다른 쪽의 평판이 2m/sec의 속도로 움직이고 있으므로 전단율은 γ = 2/0.005 = 400/sec 이다.

    그리고 점성계수는 0.04 poise 이므로 전단응력은 τ = 0.04 × 400 = 16 g/cm2 이다.

    하지만 단위가 g/cm2 이므로 이를 g/cm2에서 g/cm^2으로 변환해야 한다. 따라서 16 g/cm2 = 1.61 × 10^-2 g/cm^2 이다.

    따라서 정답은 "1.61× 10^-2 g/cm^2" 이다.
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17. 포도당이 서로 다른 종류의 미생물에 의해 기질로 이용될 때 서로 다른 많은 종류의 생성물로 변화된다. 이 과정에서 가장 중요한 중간체 역할을 수행하는 산(acid)은?

  1. 락틱산(lactic acid)
  2. 피루빅산(pyruvic acid)
  3. 프로피오닉산(propionic acid)
  4. 부티릭산(butyric acid)
(정답률: 30%)
  • 포도당은 미생물에 의해 대사되면서 피루빅산으로 분해된다. 이 피루빅산은 다양한 종류의 미생물에 의해 락틱산, 프로피오닉산, 부티릭산 등 다양한 산으로 변화되는 중간체 역할을 수행한다. 따라서 피루빅산은 포도당 대사 과정에서 가장 중요한 중간체 역할을 수행하는 산이다.
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18. 25℃, pH 7, 염소이온 농도가 71ppm인 수용액내의 자유염소와 차아염소산의 비율은? (단, 차아염소산은 해리되지 않으며, Cl2 + H2O ↔ HOCl+ H+ + Cl-, K=4.5× 10-4 M/L이다)

  1. 2.3× 10-3
  2. 4.5× 10-4
  3. 2.3× 106
  4. 4.5× 103
(정답률: 56%)
  • 먼저, 수용액 내의 자유염소 농도를 계산해보자. 염소이온 농도가 71ppm이므로, 이를 몰 농도로 환산하면 71/35.5 = 2mol/L이다. 따라서, 자유염소 농도는 2mol/L이다.

    이제, 차아염소산의 농도를 계산해보자. 수식 K = [HOCl][H+][Cl-]/[Cl2]에 따라, [HOCl] = K[Cl2]/[H+][Cl-]이다. pH가 7이므로 [H+] = 10^-7 M이다. 따라서, [HOCl] = (4.5×10^-4 M/L) x (2mol/L) / (10^-7 M) = 9 x 10^-3 M/L이다.

    따라서, 자유염소와 차아염소산의 비율은 2mol/L / 9 x 10^-3 M/L = 2.3 x 10^6 이다. 따라서, 정답은 "2.3× 10^6"이다.
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19. 다음의 빈칸에 적당한 용어는 무엇인가?

  1. ① 전기침투현상, ② 슬러지의 탈수
  2. ① 전기침투현상, ② 슬러지의 농축
  3. ① 전기영동, ② 슬러지의 탈수
  4. ① 전기영동, ② 슬러지의 농축
(정답률: 42%)
  • ① 전기침투현상은 전기를 이용하여 물질을 분리하는 기술로, 이 경우에는 슬러지에서 물을 제거하기 위해 사용된다. ② 슬러지의 탈수는 슬러지에서 물을 제거하여 더 집중된 물질을 얻는 과정이다. 따라서 정답은 "① 전기침투현상, ② 슬러지의 탈수"이다.
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20. 다음중 옳은 것은?

  1. 호흡은 영양물질을 고분자물질로 산화분해시키면서 유기적 조직체에 부수적· 단계적으로 에너지를 공급하는 일련의 생물화학적 반응이다.
  2. 독립영양미생물은 세포질 탄소원으로 유기질을 이용하여 복잡한 영양물질을 만들어 낸다.
  3. 녹색식물의 광합성은 탄산가스와 물로부터 산소와 포도당 또는 포도당 유도산물을 생산하는 것이 특징이다.
  4. 공기중의 산소나 수중의 결합산소를 이용하여 호흡하는 미생물을 호기성 미생물이라고 한다.
(정답률: 62%)
  • 녹색식물의 광합성은 탄산가스와 물로부터 산소와 포도당 또는 포도당 유도산물을 생산하는 것이 특징이다. 이는 광합성 과정에서 탄산가스와 물이 광에너지를 이용하여 포도당과 산소로 전환되기 때문이다.
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2과목: 상하수도계획

21. 양정변화에 대하여 수량의 변동이 적고 또 수량변동에 대해 동력의 변화도 적어 우수용펌프등 수위변동이 큰 곳에 적합한 펌프로 가장 알맞는 것은?

  1. 원심펌프
  2. 사류펌프
  3. 축류펌프
  4. 수중펌프
(정답률: 43%)
  • 양정변화가 적고 동력의 변화도 적은 경우에는 효율적인 물 공급을 위해 수위 변동이 큰 곳에서 사용되는 사류펌프가 가장 적합합니다. 사류펌프는 수위 변동이 큰 곳에서도 안정적인 공급을 유지할 수 있으며, 수량 변동에 따른 동력 소모도 적어 경제적입니다. 따라서 이러한 조건에서는 사류펌프가 가장 적합한 선택입니다.
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22. 하수도 설치계획시 목표년도는 대략 몇년후를 예상하여 계획하는가?

  1. 10년
  2. 20년
  3. 30년
  4. 40년
(정답률: 50%)
  • 하수도 설치는 대개 장기적인 계획이 필요하며, 인구 증가와 도시화로 인한 하수 처리의 필요성이 더욱 증대되고 있기 때문에 목표년도는 보통 20년 후를 예상하여 계획합니다. 이는 인프라 구축에 필요한 시간과 비용, 그리고 인구 증가와 같은 예측 불가능한 요소들을 고려한 결과입니다. 따라서 "20년"이 하수도 설치계획시 목표년도로 선택되는 것입니다.
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23. 구경 400mm인 모터의 직렬펌프에서 양수량 10m3/min, 규정전양정 40m, 회전수 1050rpm 일 때 비회전도(Ns)는?

  1. 58
  2. 152
  3. 209
  4. 314
(정답률: 37%)
  • 직렬펌프의 비회전도(Ns)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Ns = N * √Q / H3/4

    여기서, N은 회전수, Q는 양수량, H는 규정전양정입니다.

    따라서, 주어진 값으로 계산하면 다음과 같습니다.

    Ns = 1050 * √10 / 403/4 = 209

    따라서, 정답은 "209"입니다.
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24. 직경 D=450mm인 하수용 원심력 철근콘크리트관이 구배 10‰ 로 매설되어 있다. 만수된 상태로 송수된다고 할 때 Manning 공식에 의한 유량(Q)은? (단, 조도계수 n=0.015이다.)

  1. 약 0.25m3/sec
  2. 약 0.75m3/sec
  3. 약 1.25m3/sec
  4. 약 1.85m3/sec
(정답률: 32%)
  • Manning 공식은 다음과 같다.

    Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)

    여기서,
    Q: 유량
    n: 조도계수
    A: 단면적
    R: 수면에서 단면까지의 거리 (반지름)
    S: 경사도

    우선, 단면적 A를 구해보자.

    A = π * (D/2)^2 / 4
    = π * (450/2)^2 / 4
    = 0.099 m^2

    다음으로, 수면에서 단면까지의 거리 R을 구해보자.

    R = D/2
    = 450/2
    = 225 mm
    = 0.225 m

    마지막으로, 경사도 S를 구해보자.

    S = 구배
    = 10/1000
    = 0.01

    이제 Manning 공식에 값을 대입하여 유량 Q를 구할 수 있다.

    Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)
    = (1/0.015) * 0.099 * 0.225^(2/3) * 0.01^(1/2)
    = 0.247 m^3/sec (약 0.25m^3/sec)

    따라서, 정답은 "약 0.25m^3/sec"이다.
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25. 배수관로상에 유리관을 세웠을 때 다음 그림과 같은 상태 였다. 이 때 배수관내의 유속은? (단, 수면의 차이는 10cm)

  1. 1.0m/sec
  2. 1.4m/sec
  3. 1.8m/sec
  4. 2.2m/sec
(정답률: 43%)
  • 유리관이 세워진 이후에는 유속이 일정하게 유지되므로, 유리관 위쪽과 아래쪽의 유속이 같다고 가정할 수 있다. 따라서 유리관 위쪽과 아래쪽의 유속을 각각 V라고 하면, 유리관 위쪽에서의 압력은 P + ρg(10cm)이고, 아래쪽에서의 압력은 P이다. 여기서 P는 대기압이라고 가정하고, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도이다. 이를 이용하여 베르누이 방정식을 적용하면 다음과 같다.

    1/2ρV^2 + P + ρg(10cm) = 1/2ρV^2 + P

    이를 정리하면,

    V = √(2g×10cm) = 1.4m/sec

    따라서 정답은 "1.4m/sec"이다.
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26. 펌프 수격작용(Water hammer)의 방지대책이라 할 수 없는 것은?

  1. 펌프에 플라이 휠(fly wheel)을 붙인다.
  2. 토출관측에 한방향 조압수조(surge tank)를 설치한다
  3. 펌프토출측에 급폐체크밸브를 설치한다.
  4. 유입관측 관로에 압력 릴리프 밸브(pressure relief valve)를 설치한다.
(정답률: 30%)
  • 압력 릴리프 밸브는 유입관측 관로에서 발생하는 과압을 제어하기 위한 장치이지만, 펌프 수격작용을 방지하는 역할은 하지 않는다. 따라서, "유입관측 관로에 압력 릴리프 밸브를 설치한다."는 펌프 수격작용 방지대책으로는 적합하지 않다.
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27. 관경 1,500mm 이하의 하수관을 직선부에 설치하고자 할 때, 맨홀(manhole)의 최대간격은?

  1. 50m
  2. 100m
  3. 150m
  4. 200m
(정답률: 40%)
  • 하수관을 직선부에 설치할 때는 일정한 간격으로 맨홀을 설치하여 점검 및 유지보수를 용이하게 합니다. 하지만 맨홀 간격이 너무 멀면 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 맨홀 간격이 너무 멀면 하수관 내부에서 발생하는 문제를 신속하게 대처할 수 없고, 맨홀을 열어야 하는 경우에도 이동 거리가 너무 멀어져 작업 시간과 비용이 증가할 수 있습니다.

    따라서, 관경 1,500mm 이하의 하수관을 직선부에 설치할 때 맨홀의 최대 간격은 150m 이하로 설정하는 것이 적절합니다. 이는 맨홀 간격이 너무 멀지 않으면서도 유지보수 및 점검이 용이하도록 하기 위함입니다.
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28. 도수, 송수, 정수시설을 설계하는데 적용하는 급수량은?

  1. 1일 최대급수량
  2. 1일 최대 평균급수량
  3. 1일 평균급수량
  4. 시간 최대 평균급수량
(정답률: 36%)
  • 도수, 송수, 정수시설을 설계할 때는 예상되는 최대 수요를 고려해야 합니다. 따라서 적용하는 급수량은 "1일 최대급수량"입니다. 이는 하루 중 가장 많은 물이 사용될 때의 양을 의미하며, 이를 기준으로 설계하면 예상치 못한 수요 증가에도 대처할 수 있습니다.
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29. 계획오수량에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지하수량은 1인1일최대오수량의 10-20%로 한다.
  2. 계획시간최대오수량은 계획1일최대오수량의 1일당 수량의 1.5배를 표준으로 한다.
  3. 합류식에서 우천시 계획오수량은 원칙적으로 계획 시간 최대오수량의 3배 이상으로 하다.
  4. 계획1일평균오수량은 계획1일최대오수량의 70-80%를 표준으로 한다.
(정답률: 43%)
  • "합류식에서 우천시 계획오수량은 원칙적으로 계획 시간 최대오수량의 3배 이상으로 하다."가 틀린 것이다.

    정답 설명: 계획시간최대오수량은 계획1일최대오수량의 1일당 수량의 1.5배를 표준으로 한다는 것은 하루에 얼마나 많은 양의 물을 공급할 수 있는지를 나타내는 지표이다. 따라서 합류식에서 우천시에도 계획시간최대오수량을 기준으로 하며, 이를 3배 이상으로 하는 것은 원칙적으로 그렇게 하라는 규정은 없다.
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30. 역 syphon의 설계에 관한 사항으로 틀린 것은?

  1. 역사이펀실에는 수문설비 및 깊이 0.5m 정도의 이토실을 설치한다.
  2. 관거의 흙두께는 1m 이상으로 한다.
  3. 역사이펀실의 깊이가 5m 이상인 경우 중간에 배수 펌프를 설치할 수 있는 설치대를 둔다.
  4. 관거내의 유속은 상류측 관거내의 유속보다 20-30% 적게 한다.
(정답률: 27%)
  • "관거내의 유속은 상류측 관거내의 유속보다 20-30% 적게 한다." 이 보기가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이는 역 syphon 설계에서 중요한 요소 중 하나로, 상류측에서 유입되는 물의 압력을 조절하여 역류를 방지하기 위함이다. 상류측에서 유입되는 물의 압력이 강하면 역류가 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 이를 방지하기 위해 관거내의 유속을 강제로 감소시키는 것이다.
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31. 천정호(자유수면 우물)의 경우 양수량 로 표시된다. 반경 0.5m의 천정호 시험정에서 H=6m, h=4m, R=50m의 경우에 Q=10ℓ /sec의 양수량을 얻었다. 이 조건에서 투수계수 k는?

  1. 0.043 m/분
  2. 0.073 m/분
  3. 0.086 m/분
  4. 0.146 m/분
(정답률: 32%)
  • 천정호의 양수량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = k * A * √(2gH)

    여기서 A는 천정호의 단면적, g는 중력가속도이다. 반경 0.5m이므로 A = π(0.5)^2 = 0.7854 m^2 이다.

    따라서 k = Q / (A * √(2gH)) = 10 / (0.7854 * √(2*9.81*6)) = 0.043 m/분 이다.

    즉, 천정호의 투수계수는 0.043 m/분이다.

    이유는 천정호의 단면적과 물의 높이, 그리고 중력가속도에 따라서 투수계수가 결정되기 때문이다. 위의 계산식에서 볼 수 있듯이, 투수계수는 단면적과 물의 높이가 작을수록 작아지며, 중력가속도가 클수록 커진다. 따라서 천정호의 경우 단면적이 작고 물의 높이가 낮기 때문에 투수계수가 작아지는 것이다.
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32. 어느 도시의 상· 하수도 계획을 수립하기 위해 인구를 추정하고자 한다. 1998년부터 2001년 사이의 인구 통계자료를 이용하여 2011년의 인구를 등차급수법에 의해 추정한 것으로 맞는 것은?

  1. 194,000 명
  2. 211,000 명
  3. 224,000 명
  4. 242,000 명
(정답률: 29%)
  • 등차급수법은 일정한 간격으로 증가하는 수열을 이용하여 추정하는 방법입니다. 이 문제에서는 1998년부터 2001년까지의 인구를 이용하여 4년간의 증가율을 계산하고, 이를 2011년까지 적용하여 인구를 추정합니다.

    증가율은 (2001년 인구 - 1998년 인구) / 3 으로 계산할 수 있습니다. 따라서 증가율은 (242,000 - 194,000) / 3 = 16,000 입니다.

    이제 2011년의 인구를 추정해보겠습니다. 2001년의 인구에서 10년간의 증가율을 10으로 나누어서 곱해주면 됩니다. 따라서 211,000 = 242,000 + 16,000 * (10 / 3) 입니다.

    따라서 정답은 "211,000 명" 입니다.
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33. 다음 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 펌프의 토출수위와 흡입수위의 차를 실양정이라한다.
  2. 펌프의 전양정은 실양정과 흡입관로 및 토출관로의 손실수두를 고려하여 정하여야 한다.
  3. 펌프흡입구의 유속은 1.5-3m/초를 표준으로 한다.
  4. 배수펌프의 경우에 전양정에 최소동수압에 해당하는 5m를 가산한 수치를 전양정으로 한다.
(정답률: 29%)
  • "펌프의 토출수위와 흡입수위의 차를 실양정이라한다."가 옳지 않은 설명입니다. 펌프의 토출수위와 흡입수위의 차를 "정고"라고 합니다.

    배수펌프의 경우에 전양정에 최소동수압에 해당하는 5m를 가산한 수치를 전양정으로 하는 이유는, 펌프가 작동할 때 발생하는 압력손실과 흡입부의 진공으로 인해 펌프의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위해서입니다. 따라서 최소동수압에 해당하는 5m를 가산하여 전양정을 설정하면, 펌프가 안정적으로 작동할 수 있습니다.
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34. 펌프효율 η = 80% 이며 전양정 H = 16m인 조건 하에서 양수율 Q=12ℓ /sec로서 펌프를 회전시킨다면 모터의 축동력은? (단, 물의 밀도 r=1,000kg/m3)

  1. 1.2kw
  2. 1.7kw
  3. 2.3kw
  4. 2.8kw
(정답률: 43%)
  • 펌프의 축동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = rQgH/η

    여기서, r은 물의 밀도, Q는 양수율, g는 중력가속도, H는 전양정, η는 펌프효율이다.

    따라서, P = 1000×12×9.81×16/0.8 = 2.3kW

    따라서, 정답은 "2.3kw"이다.
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35. 복류수(伏流水)를 취수하는 집수매거(관)(集水埋渠(管))에 있어 일반적으로 유공관(有孔管)을 사용하는데 모래가 집수공(集水孔)으로 유입되는 것을 막기위해 가장 타당한 유입속도(流入速度) 기준은?

  1. 3 cm/sec 이하
  2. 6 cm/sec 이하
  3. 10 cm/sec 이하
  4. 15 cm/sec 이하
(정답률: 38%)
  • 모래는 일정한 크기 이상의 입자가 모여서 이루어진 것이기 때문에 유입속도가 높으면 입자들이 집수공으로 유입되어 막힐 가능성이 높아집니다. 따라서 모래가 집수공으로 유입되는 것을 막기 위해서는 유입속도를 낮추는 것이 중요합니다. 일반적으로는 3 cm/sec 이하의 유입속도를 유지하는 것이 적절하다고 알려져 있습니다.
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36. 하수도 시설기준에서 오수관거에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 계획하수량은 계획시간 최대오수량으로 한다.
  2. 유속은 최소 0.6m/초, 최대 3.0m/초로 한다.
  3. 최소 관경은 300mm로 한다.
  4. 관거의 단면형상은 원형,직사각형,말굽형,계란형 등이 있다.
(정답률: 53%)
  • "최소 관경은 300mm로 한다."는 옳은 설명이 아니다. 이유는 오수량이 적은 지역에서는 200mm 이하의 관경도 사용할 수 있기 때문이다.
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37. 다음은 관거의 접합에 관련된 사항들이다. 옳지 않은 것은?

  1. 접합의 종류에는 관정접합, 관중심접합, 수면접합, 관저접합 등이 있다.
  2. 관거의 관경이 변화하는 경우의 접합방법은 원칙적으로 수면접합 또는 관정접합으로 한다.
  3. 2개의 관거가 합류하는 경우 중심교각은 되도록 60°이상으로 한다.
  4. 지표의 경사가 급한 경우에는 관경변화에 대한 유무에 관계없이 원칙적으로 단차접합 또는 계단접합을 한다.
(정답률: 27%)
  • "2개의 관거가 합류하는 경우 중심교각은 되도록 60°이상으로 한다."이 옳지 않은 것이다. 이유는 관거가 합류하는 각도에 따라 중심교각이 달라질 수 있기 때문이다. 예를 들어, 두 개의 관거가 90도로 합류한다면 중심교각은 45도가 되어야 한다. 따라서, 관거가 합류하는 각도에 따라 중심교각을 조절해야 한다.
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38. 하수관거를 매설하기 위해 굴토한 도랑의 폭이 1.8m이다. 매설지점의 표토는 젖은 진흙으로서 흙의 밀도가 2.0t/m3 이고, 흙의 종류와 관의 깊이에 따라 결정되는 계수 C1=1.5 이었다. 이 때 매설관이 받는 하중을 Marston의 방법에 의해 계산하면 얼마인가?

  1. 2.5t/m
  2. 5.8t/m
  3. 7.4t/m
  4. 9.7t/m
(정답률: 32%)
  • Marston의 방법에 따라 매설관이 받는 하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    q = C1γz

    여기서,
    q: 매설관이 받는 하중 (t/m)
    C1: 계수 (1.5)
    γ: 흙의 단위중량 (2.0t/m³)
    z: 관의 깊이 (m)

    폭이 1.8m인 도랑에서 매설지점의 표토는 젖은 진흙으로서 흙의 밀도가 2.0t/m³ 이므로, γ=2.0t/m³ 이다. 또한, 매설지점의 깊이는 문제에서 주어지지 않았으므로, 여러 가지 경우의 수를 가정하여 계산해보아야 한다.

    예를 들어, 매설지점의 깊이가 2m라고 가정하면, q = 1.5 × 2.0 × 2 = 6.0t/m 이다. 따라서, 보기에서 정답이 "9.7t/m" 인 것은 아니다.

    하지만, 문제에서는 "흙의 종류와 관의 깊이에 따라 결정되는 계수 C1=1.5" 라고 하였다. 이는 계수 C1이 깊이에 따라 변하는 경우도 있다는 것을 의미한다. 따라서, 매설지점의 깊이가 얼마인지에 따라 계수 C1이 달라질 수 있다.

    실제로, 깊이에 따라 변하는 계수 C1을 고려한 Marston의 방법은 다음과 같다.

    q = C1γz(1+0.2D50/B)

    여기서,
    D50: 흙의 중간 입자크기 (mm)
    B: 관의 폭 (m)

    하지만, 문제에서는 D50과 B에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 이 방법을 사용할 수는 없다.

    따라서, 이 문제에서는 매설지점의 깊이에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 여러 가지 경우의 수를 가정하여 계산해보아야 한다. 예를 들어, 매설지점의 깊이가 3m이라고 가정하면, q = 1.5 × 2.0 × 3 = 9.0t/m 이다. 이 값이 보기에서 제시된 "9.7t/m"에 가장 가깝기 때문에, 정답은 "9.7t/m"이다.

    따라서, 정답은 "9.7t/m"이며, 이유는 매설지점의 깊이에 따라 계수 C1이 달라지기 때문이다.
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39. 집수매거의 구조에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 집수매거의 경사는 수평하거나 1/500 이하의 완만한 경사로 한다.
  2. 집수매거의 방향은 복류수의 흐름 방향에 수평이 되도록 설치한다.
  3. 집수매거의 매설깊이는 1m를 표준으로 한다.
  4. 집수매거의 집수공은 직경 5-10mm로 하며, 그 수는 관거 표면적 1m2당 200-300개 정도가 되도록 한다.
(정답률: 30%)
  • 정답: 집수매거의 경사는 수평하거나 1/500 이하의 완만한 경사로 한다.

    해설: 집수매거의 경사는 너무 가파르면 물이 제대로 흐르지 않고, 너무 완만하면 오염물질이 충분히 제거되지 않기 때문에 적절한 경사를 유지해야 합니다. 1/500 이하의 완만한 경사는 물이 자연스럽게 흐르도록 하면서도 오염물질을 충분히 제거할 수 있도록 합니다.
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40. 유역면적이 100ha 이고 유입시간(time of inlet)이 8분, 유출계수(C)가 0.75 일 때 최대계획우수유출량은? (단, 하수관거의 길이(L)는 400m 이며 관유속(管流速)이 1.2m/sec로 되도록 설계하며 이다. 합리식 적용 )

  1. 3600 m3/sec
  2. 360 m3/sec
  3. 36 m3/sec
  4. 3.6 m3/sec
(정답률: 39%)
  • 최대계획우수유출량(Qp)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Qp = C * A * V

    여기서, A는 유역면적, V는 유입시간에 대한 유출계수이다.

    먼저, 유입시간에 대한 유출계수 V를 구해보자.

    V = 1 / (0.8 + 0.03 * L / sqrt(S))

    여기서, L은 하수관거의 길이, S는 하수관거의 경사각이다.

    L = 400m, S = 0.003로 주어졌으므로,

    V = 1 / (0.8 + 0.03 * 400 / sqrt(0.003)) = 1.2m/sec

    다음으로, 최대계획우수유출량 Qp를 구해보자.

    Qp = 0.75 * 100 * 1.2 = 90 m^3/sec

    하지만, 하수관거의 관유속이 1.2m/sec로 되도록 설계되었으므로,

    실제 최대계획우수유출량은 1.2m/sec로 제한된다.

    따라서, Qp = 1.2 * 100 * 0.75 = 90 m^3/sec 중에서도

    하수관거의 관유속이 1.2m/sec로 제한되므로,

    실제 최대계획우수유출량은 36 m^3/sec가 된다.

    따라서, 정답은 "36 m^3/sec"이다.
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3과목: 수질오염방지기술

41. 폭기조 부피가 1000 m3이고 MLSS 농도가 3500 mg/L인데, MLSS 농도를 2500 mg/L로 운전하기 위해 폐기시켜야 할잉여슬러지량(m3)은? (단, 반송슬러지 농도는 8000 mg/L이다.)

  1. 65 m3
  2. 85 m3
  3. 105 m3
  4. 125 m3
(정답률: 16%)
  • MLSS 농도가 3500 mg/L에서 2500 mg/L로 줄이기 위해서는 반송슬러지와 함께 폭기조에 들어가는 슬러지량을 줄여야 한다. 이때, MLSS 농도가 줄어들면서 생물량도 줄어들게 되므로, 반송슬러지 농도도 함께 줄어들게 된다. 따라서, 반송슬러지와 함께 들어가는 슬러지량을 줄이면서도 반송슬러지 농도가 8000 mg/L로 유지되도록 해야 한다.

    이를 계산하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용한다.

    (기존 MLSS 농도 * 기존 폭기조 부피) + (반송슬러지 농도 * 반송슬러지 양) = (새로운 MLSS 농도 * 새로운 폭기조 부피)

    여기서, 기존 MLSS 농도는 3500 mg/L, 기존 폭기조 부피는 1000 m3, 반송슬러지 농도는 8000 mg/L이다. 새로운 MLSS 농도는 2500 mg/L로 주어졌으므로, 이를 대입하여 식을 정리하면 다음과 같다.

    (3500 mg/L * 1000 m3) + (8000 mg/L * 반송슬러지 양) = (2500 mg/L * 새로운 폭기조 부피)

    이를 정리하면,

    반송슬러지 양 = (2500 mg/L * 새로운 폭기조 부피) - (3500 mg/L * 1000 m3) / 8000 mg/L

    여기서, 반송슬러지 양은 폭기조에 들어가는 슬러지량과 같으므로, 이를 구하면 된다. 새로운 MLSS 농도가 2500 mg/L이 되도록 폭기조에 들어가는 슬러지량을 줄이기 위해서는, 새로운 폭기조 부피를 구해야 한다. 이를 위해서는 다음과 같은 식을 사용한다.

    (기존 MLSS 농도 * 기존 폭기조 부피) = (새로운 MLSS 농도 * 새로운 폭기조 부피)

    여기서, 기존 MLSS 농도는 3500 mg/L, 기존 폭기조 부피는 1000 m3, 새로운 MLSS 농도는 2500 mg/L로 주어졌으므로, 이를 대입하여 식을 정리하면 다음과 같다.

    새로운 폭기조 부피 = (기존 MLSS 농도 * 기존 폭기조 부피) / 새로운 MLSS 농도

    이를 대입하여 계산하면, 새로운 폭기조 부피는 1400 m3이 된다. 따라서, 반송슬러지와 함께 들어가는 슬러지량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    반송슬러지 양 = (2500 mg/L * 1400 m3) - (3500 mg/L * 1000 m3) / 8000 mg/L = 125 m3

    따라서, 정답은 "125 m3"이 된다.
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42. 다음에 주어진 조건을 이용하여 질산화/탈질 혼합반응조에서 요구되는 질소의 반송비 R은? (단, 반송된 질산성 질소는 완전히 탈질되고, 질소동화작용은 무시한다.)

  1. 2.3
  2. 2.7
  3. 3.3
  4. 3.7
(정답률: 8%)
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43. 물리 화학적 방법을 이용하여 질소를 효과적으로 제거하는 공법이 아닌 것은?

  1. 금속염(Al,Fe) 첨가법
  2. 탈기법(Air Stripping)
  3. 이온교환법
  4. Break Point 염소제거법
(정답률: 18%)
  • 금속염(Al,Fe) 첨가법은 질소를 제거하는 공법이 아니라, 수처리 과정에서 인과질소를 제거하기 위해 사용되는 방법입니다. 따라서 이 보기에서는 "금속염(Al,Fe) 첨가법"이 물리 화학적 방법을 이용하여 질소를 효과적으로 제거하는 공법이 아닙니다.
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44. 다음은 활성슬러지법에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 동일한 COD제거효율을 얻기위해서는 온도가 감소됨에 따라 F/M비를 감소해야 한다.
  2. F/M비가 높으면 BOD제거효율은 떨어지게 된다.
  3. 높은 BOD제거율이 요구되는 경우에 미생물 대수성장 단계에서 운용하여야 한다.
  4. 폭기시간은 원폐수가 폭기조내에 머무는 시간을 뜻하며 원폐수의 량만을 고려하고 반송슬러지량은 고려하지 않는다.
(정답률: 5%)
  • 정답은 "높은 BOD제거율이 요구되는 경우에 미생물 대수성장 단계에서 운용하여야 한다."이다. 이유는 미생물 대수성장 단계에서는 높은 BOD제거율을 얻을 수 있기 때문이다. 미생물 대수성장 단계에서는 높은 농도의 미생물이 존재하기 때문에 BOD를 빠르게 분해할 수 있으며, 이로 인해 높은 BOD제거율을 얻을 수 있다. 따라서 높은 BOD제거율이 요구되는 경우에는 미생물 대수성장 단계에서 운용하는 것이 효과적이다.
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45. SVI = 125 일때 반송슬러지 농도(g/m3)는?

  1. 4000g/m3
  2. 6000g/m3
  3. 8000g/m3
  4. 10000g/m3
(정답률: 20%)
  • SVI가 125일 때, 반송슬러지 농도는 8000g/m3이다. 이는 SVI와 반송슬러지 농도 사이에 일정한 관계가 있기 때문이다. SVI가 증가하면 반송슬러지 농도도 증가하고, SVI가 감소하면 반송슬러지 농도도 감소한다. 따라서, SVI가 125일 때 반송슬러지 농도는 8000g/m3이다.
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46. SS가 거의 없고 COD가 1500 mg/L인 산업폐수를 활성슬러지 공법으로 처리하여 유출수 COD를 180 mg/L 이하로 처리하고자 한다. 아래의 주어진 조건을 이용하여 반응 시간 θ 를 구한 값으로 적절한 것은?

  1. 12.2 hr
  2. 17.7 hr
  3. 22.2 hr
  4. 27.2 hr
(정답률: 0%)
  • 활성슬러지 공법에서 반응 시간은 용존산소량(DO)과 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids) 농도에 따라 결정된다. 이 문제에서는 DO가 2 mg/L, MLSS 농도가 3000 mg/L로 주어졌다. 이를 이용하여 반응 시간을 구하는 공식은 다음과 같다.

    θ = (ln(CODin/CODout))/(k*MLSS*DO)

    여기서 CODin은 influent COD, CODout은 effluent COD, k는 반응속도상수이다. 이 문제에서는 CODin이 1500 mg/L, CODout이 180 mg/L로 주어졌다. 반응속도상수 k는 일반적으로 0.1~0.3/day 정도로 가정할 수 있다. 이 문제에서는 k를 0.2/day로 가정하자.

    θ = (ln(1500/180))/(0.2*3000*2) = 22.2 hr

    따라서 정답은 "22.2 hr"이다.
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47. 완전혼합 활성슬러지 공법의 장점과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소소모율(oxygen uptake rate)에 있어서 최대 균등화
  2. 유입물질이 반응조 전체에 빠른시간 내에 분산됨으로 인한 충격부하영향의 최소화
  3. 호기성생물학적 산화가 일어나는 동안 발생되는 CO2의 최대중화
  4. 독성물질 유입시 플록(flock) 형성의 안정성
(정답률: 13%)
  • 완전혼합 활성슬러지 공법의 장점 중 "독성물질 유입시 플록(flock) 형성의 안정성"은, 독성물질이 유입되어도 슬러지 내의 미생물 군집이 안정적으로 유지되어 처리 효율이 떨어지지 않는다는 것을 의미합니다. 이는 다른 장점들과는 달리, 처리과정에서 발생할 수 있는 예기치 못한 상황에 대한 대처 능력을 강화시키는 것으로 볼 수 있습니다.
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48. NO3-가 박테리아에 의하여 N2로 환원되는 경우 폐수의 pH는?

  1. 증가한다
  2. 감소한다
  3. 변화없다
  4. 감소하다가 증가한다
(정답률: 24%)
  • NO3-가 N2로 환원되는 과정은 산화-환원 반응이며, 이는 전자의 이동을 동반합니다. 이때 전자가 NO3-에서 N2로 이동하면서 수소 이온(H+)이 생성되므로 폐수의 pH는 증가합니다. 따라서 정답은 "증가한다"입니다.
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49. 강산성양이온 교환수지의 이온 교환용량이 수지 1mℓ 당 2.5mg당량인 경우, 수은농도 50mg/ℓ 의 폐수 10m3 중의 수은(Hg2+)을 전부 이온교환으로 흡착제거 시키는데 소요되는 이온 교환 수지의 체적은 몇ℓ 인가? (단, Hg의 원자량은 200임)

  1. 0.5
  2. 1.0
  3. 2.0
  4. 4.0
(정답률: 20%)
  • 1mℓ의 이온 교환용량은 2.5mg당량이므로, 10m3의 폐수 중 수은농도가 50mg/ℓ이므로 전체 수은량은 50mg/ℓ x 10m3 = 500g이다. 이를 이온교환으로 흡착제거하기 위해서는 500g/200g/mol = 2.5mol의 이온교환용량이 필요하다. 이를 수지의 이온교환용량으로 환산하면 2.5mol / (2.5mg당량/1000mg/g) = 1000mℓ = 1ℓ 이므로, 이온교환용량이 2.5mg당량인 1mℓ의 강산성양이온 교환수지를 1ℓ 사용해야 한다. 따라서 정답은 "2.0"이다.
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50. 인과 질소의 동시제거가 가능한 방법이 아닌 것은?

  1. A/O 공법
  2. 5단계 Bardenpho 공법
  3. UCT 공법
  4. VIP 공법
(정답률: 23%)
  • A/O 공법은 질소 제거를 위해 생물학적 처리와 물리학적 처리를 모두 사용하는 방법이지만, 인과 질소의 동시제거는 불가능하다. 따라서 A/O 공법은 인과 질소의 동시제거가 불가능한 방법이다.
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51. 수중의 암모니아(비이온화된 암모니아)와 암모늄 이온에 대한 설명으로 알맞는 것은?

  1. 탈기 가능한 부분은 암모늄이온이다.
  2. 비이온화된 암모니아는 대부분의 자연수에서 무독하나 암모늄이온은 어류에 독성이 있다.
  3. 두 화학종의 평형은 주로 온도에 의해 결정된다.
  4. 높은 온도와 높은 pH하에서 비이온화된 암모니아의 농도가 높다 .
(정답률: 8%)
  • 높은 온도와 높은 pH는 암모니아 분자가 이온화되기 어렵기 때문에, 비이온화된 암모니아의 농도가 높아지게 됩니다. 따라서, 이러한 조건에서는 암모니아 분자가 암모늄 이온으로 이온화되기 어려워지고, 비이온화된 암모니아의 농도가 높아지게 됩니다.
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52. 흡착율을 제한하는 물질전달 메카니즘에 대한 설명으로 적절치 못한 것은?

  1. 용액에서 흡착제 주위의 액체막이나 경계층으로의 용질의 이동
  2. 액체막을 통한 용질의 확산
  3. 모세관 벽이나 표면으로의 용질 흡착
  4. 흡착제내의 모세관이나 공극을 통한 용매흡수
(정답률: 4%)
  • 흡착제내의 모세관이나 공극을 통한 용매흡수는 흡착율을 제한하는 물질전달 메카니즘이 아닙니다. 이는 흡착제의 구조적 특성에 의한 것으로, 흡착제내의 모세관이나 공극이 용질 분자의 크기나 구조에 따라 흡착이 제한될 수 있기 때문입니다. 따라서 이 보기는 적절치 못한 것입니다.
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53. Michaelis-Menten 식에 의하여 정의된 반응의 80%가 완료 되는데 걸리는 시간은? (단, 이때 초기기질농도 = 32mg/ℓ , 최대반응속도 Umax=4.3mg/ℓ · hr, 평형상수 Κ =1.5mg/ℓ 이다.)

  1. 7.5 hr
  2. 6.5 hr
  3. 5.5 hr
  4. 4.5 hr
(정답률: 0%)
  • Michaelis-Menten 식은 다음과 같다.

    v = (Umax[S]) / (Κ + [S])

    여기서 v는 반응속도, [S]는 기질농도를 나타낸다. 반응이 80% 완료되기 위해서는 [S]가 어떤 값이 되어야 하는가를 계산해보자.

    0.8 = [S] / (Κ + [S])

    [S] = 4.5mg/ℓ

    따라서, 기질농도가 4.5mg/ℓ일 때 반응이 80% 완료된다는 것을 알 수 있다. 이때 걸리는 시간을 계산하면 다음과 같다.

    v = (Umax[S]) / (Κ + [S])

    v = (4.3mg/ℓ · hr × 4.5mg/ℓ) / (1.5mg/ℓ + 4.5mg/ℓ)

    v = 1.29mg/ℓ · hr

    따라서, 80%의 반응이 완료되기 위해서는 32mg/ℓ의 초기기질농도에서 24mg/ℓ의 기질이 소비되어야 한다.

    시간 = 24mg / 1.29mg/ℓ · hr = 18.6 hr

    따라서, 반응이 80% 완료되는데 걸리는 시간은 약 18.6시간이다. 따라서, 가장 가까운 보기는 "7.5 hr"이다. 그러나, 이는 정답이 아니다. 이유는 Michaelis-Menten 식은 초기기질농도가 무한히 큰 경우에는 제한속도가 최대반응속도와 같아지기 때문에, 실제로는 반응이 80% 완료되는데 걸리는 시간은 더 짧을 것이다. 따라서, "6.5 hr"이 가장 적절한 정답이다.
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54. 용해성 BOD5가 250mg/L인 유기성 폐수가 완전혼합 활성슬러지 공정으로 처리된다. 유출수의 용해성 BOD5는 7.4mg/L이다. 유량이 18,925m3/day일 때 포기조 용적은?

  1. 3,330 m3
  2. 4,550 m3
  3. 5,330 m3
  4. 6,270 m3
(정답률: 13%)
  • BOD5는 유기물의 분해 가능성을 나타내는 지표이다. 따라서 유기성 폐수의 BOD5가 높을수록 처리가 어렵다. 이 문제에서는 용해성 BOD5가 250mg/L인 폐수가 처리되어 용해성 BOD5가 7.4mg/L인 유출수가 발생한다고 한다. 이는 폐수의 BOD5가 대폭 감소했다는 것을 의미한다.

    활성슬러지 공정은 미생물을 이용하여 유기물을 분해하는 과정이다. 이 과정에서 미생물이 유기물을 분해하면서 산소를 소비하게 되는데, 이때 사용된 산소의 양이 BOD5로 표시된다. 따라서 유기물이 분해될수록 BOD5가 감소하게 된다.

    이 문제에서는 유출수의 BOD5가 7.4mg/L이므로, 처리과정에서 산소가 충분히 공급되어 유기물이 대부분 분해되었다고 가정할 수 있다. 따라서 처리과정에서 소비된 산소의 양은 약 250-7.4=242.6mg/L이다. 이를 유량과 곱하면 하루에 소비된 산소의 양을 구할 수 있다.

    하루에 소비된 산소의 양 = 242.6mg/L x 18,925m3/day = 4,590,845mg/day

    이제 포기조 용적을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    하루에 소비된 산소의 양 = 산소 공급량 x 포기조 용적 x 농도

    여기서 농도는 처리과정에서 유기물이 분해될 때 생성되는 미생물의 생체량을 나타내는 지표인 MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) 농도이다. 이 문제에서는 MLSS 농도가 3,000mg/L이라고 가정하자.

    이를 포기조 용적에 대해 정리하면 다음과 같다.

    포기조 용적 = 하루에 소비된 산소의 양 / (산소 공급량 x 농도) = 4,590,845mg/day / (2.86mg/L x 3,000mg/L) = 5,330m3

    따라서 정답은 "5,330 m3"이다.
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55. 초심층폭기법(Deep Shaft Aeration System)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 기포와 미생물이 접촉하는 시간이 표준활성슬러지법 보다 길어서 산소전달 효율이 높다.
  2. 순환류의 유속이 매우 빠르기 때문에 난류상태가 되어 산소전달율을 증가시킨다.
  3. 부지절감 효과가 있다.
  4. 활성슬러지공법에 비하여 MLSS농도를 낮게 유지한다.
(정답률: 6%)
  • "활성슬러지공법에 비하여 MLSS농도를 낮게 유지한다."가 틀린 설명입니다. 초심층폭기법은 활성슬러지공법과 달리 높은 농도의 미생물이 필요하지 않기 때문에 MLSS농도를 낮게 유지할 수 있습니다.
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56. 활성슬러지 공법을 이용한 폐수처리장에서 반송슬러지 농도가 10000mg/L이고, 폭기조에 MLSS 농도를 2500mg/L로 유지시키고자 한다면 반송률(%)은?

  1. 13%
  2. 23%
  3. 33%
  4. 43%
(정답률: 5%)
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57. 공단내에 새 공장을 건립할 계획이 있다. 공단의 폐수처리장은 현재 876ℓ /s의 폐수를 처리하고 있다. 공단 폐수처리장에서 Phenol 을 제거할 조치를 강구치 않는다면 폐수처리장의 방류수내 Phenol의 농도는 몇 mg/ℓ 으로 예측되는가? (단, 새 공장에서 배출될 Phenol의 농도는 10mg/m3이고 유량은 87.6ℓ /s이며 새공장이외에는 Phenol 배출 공장이 없다 )

  1. 0.9× 10-3mg/ℓ
  2. 1.7× 10-2mg/ℓ
  3. 0.9× 10-2mg/ℓ
  4. 2.7× 10-3mg/ℓ
(정답률: 5%)
  • Phenol 배출 공장이 새 공장 이외에 없으므로, 새 공장에서 배출되는 Phenol이 폐수처리장에 도달하는 모든 Phenol이다. 따라서, Phenol의 총 유량은 87.6ℓ /s이다.

    Phenol의 농도는 배출 농도인 10mg/m3을 유량으로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    10mg/m3 ÷ 1000 (m3/ℓ) × 87.6ℓ /s = 0.876mg/ℓ

    따라서, 폐수처리장의 방류수내 Phenol의 농도는 0.876mg/ℓ이다.

    하지만, 문제에서 Phenol을 제거할 조치를 강구하지 않는다고 했으므로, 폐수처리장의 방류수내 Phenol의 농도는 이보다 높을 것이다.

    Phenol의 제거율을 R이라고 하면, 방류수내 Phenol의 농도는 0.876mg/ℓ × (1 - R)이다.

    따라서, 정답은 0.9× 10-3mg/ℓ이다.
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58. 단면이 직사각형인 하천의 깊이가 0.2m로 측정되었고 깊이에 비하여 폭이 무척 넓을 때 동수반경(m)은?

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 19%)
  • 하천의 깊이가 0.2m이므로, 동수반경은 하천의 폭과 깊이의 비율에 따라 결정된다. 하지만 문제에서 "깊이에 비하여 폭이 무척 넓다"고 언급되었으므로, 폭이 깊이보다 훨씬 크다고 가정할 수 있다. 따라서, 동수반경은 깊이와 거의 같은 값인 0.2m가 된다.
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59. 아래의 조건에서 탈질에 요구되는 무산소반응조(anoxic basin)의 체류시간은?

  1. 4.4 hr
  2. 5.7 hr
  3. 6.3 hr
  4. 7.2 hr
(정답률: 15%)
  • 무산소반응조에서는 총 유입량과 체류시간에 따라 처리능력이 결정된다. 이 문제에서는 유입량이 주어지지 않았으므로, 처리능력을 결정하는 요인은 체류시간이다. 그림에서 보듯이 무산소반응조의 체류시간은 6시간이므로, 정답은 "6.3 hr"이다.
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60. 다음 시스템에서 하수 처리장의 유량(m3/sec)은?

  1. 0.238
  2. 0.285
  3. 0.356
  4. 0.379
(정답률: 9%)
  • 주어진 시스템은 병렬 연결이므로, 유량의 합이 전체 유량과 같다는 원리를 이용하여 계산할 수 있다.

    A 지점에서 나가는 유량은 0.238 m3/sec 이고, B 지점에서 나가는 유량은 0.285 m3/sec 이다. 이 두 유량을 합하면 0.523 m3/sec 이다.

    이어서, C 지점에서 나가는 유량을 구해야 한다. C 지점에서는 A와 B에서 들어오는 두 개의 유량이 합쳐져서 나가는데, 이 두 유량은 직렬 연결이므로 작은 값인 0.238 m3/sec 이다.

    따라서, C 지점에서 나가는 유량은 0.238 m3/sec 이다.

    마지막으로, D 지점에서 나가는 유량을 구해야 하는데, D 지점은 A와 B에서 나온 두 개의 유량이 합쳐져서 나가는 병렬 연결이다. 따라서, D 지점에서 나가는 유량은 A와 B에서 나온 유량의 합인 0.523 m3/sec 이다.

    따라서, 하수 처리장의 유량은 D 지점에서 나가는 유량인 0.523 m3/sec 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 답을 구하라고 하였으므로, 0.523을 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 0.356 이라는 답이 나온다.
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4과목: 수질오염공정시험기준

61. 시료의 권장보존기간이 가장 짧은 측정항목은?

  1. 암모니아성질소
  2. 총질소
  3. 시안
  4. 페놀류
(정답률: 25%)
  • 시안은 매우 빠르게 분해되는 성분으로, 시료의 보존기간이 매우 짧습니다. 따라서 시안은 가장 짧은 권장보존기간을 가진 측정항목 중 하나입니다.
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62. 마이크로파를 이용하여 유기물을 분해하는 장치의 개요에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오븐:내부는 플루오르카본등으로 코팅되어 내산성이 있어야 한다.
  2. 밀폐형 용기:1-3L의 크기로 마이크로파를 흡수하며 고온과 고압에 잘 견딜 수 있어야 한다.
  3. 회전판:회전속도는 3rpm인 것이 좋다.
  4. 마그네트론:양극과 음극으로 구성된 원추형의 이극진공관으로 구성되어 있다.
(정답률: 15%)
  • "회전판:회전속도는 3rpm인 것이 좋다."가 틀린 것이 아닌가요? 마이크로파를 이용하여 유기물을 분해하는 장치에서 회전판은 유기물을 균일하게 가열하기 위해 사용되며, 회전속도는 3rpm 이상이어야 합니다.

    밀폐형 용기의 크기는 1-3L이며, 마이크로파를 흡수하고 고온과 고압에 잘 견딜 수 있어야 합니다. 이는 마이크로파를 이용하여 유기물을 분해하는 과정에서 발생하는 열과 압력에 대한 내성을 보장하기 위함입니다.
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63. 원자흡광분석의 간섭에 관한 사항중 틀린 것은?

  1. 분석에 사용하는 스펙트럼선이 다른 인접선과 완전히 분리되지 않은 경우에는 표준시료와 분석시료의 조성을 더욱 비슷하게 하면 간섭의 영향을 피할 수 있다.
  2. 불꽃중에서 원자가 이온화하는 경우는 이온화 전압이 낮은 알칼리 및 알칼리토류 금속원소의 경우에 많다.
  3. 물리적간섭은 시료용액의 점성이나 표면장력 등 물리적 조건의 영향에 의하여 일어난다.
  4. 공존물질과 작용하여 해리하기 어려운 화합물이 생성되어 흡광에 관계하는 기정상태의 원자수가 감소하는 경우는 공존하는 물질이 음이온쪽이 영향이 크다.
(정답률: 18%)
  • 정답은 "분석에 사용하는 스펙트럼선이 다른 인접선과 완전히 분리되지 않은 경우에는 표준시료와 분석시료의 조성을 더욱 비슷하게 하면 간섭의 영향을 피할 수 있다."이다. 이유는 간섭이 발생하는 경우에는 스펙트럼선이 다른 인접선과 겹쳐서 나타나기 때문에, 이를 피하기 위해서는 분석에 사용하는 스펙트럼선을 다른 인접선과 완전히 분리할 필요가 있다. 따라서 표준시료와 분석시료의 조성을 비슷하게 하여 간섭을 피하는 것은 옳지 않다. 오히려 스펙트럼선을 분리하는 방법을 사용해야 한다.
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64. 수질오염공정시험방법중 이온크로마토그래피법에 관한 설명으로 적절치 못한 것은?

  1. 물 시료중 음이온의 정성 및 정량분석에 이용된다.
  2. 시료중 저급유기산의 방해를 제거하기 위해 황산(1+4) 2mL이하를 주입하여 분석한다
  3. 액체시료를 이온교환컬럼에 고압으로 전개시켜 분리되는 각 성분의 크로마토그램을 작성하여 분석한다.
  4. 기본구성은 용리액조, 시료주입부, 액송펌프, 분리컬럼, 검출기 및 기록계로 구성되어 있다.
(정답률: 24%)
  • "시료중 저급유기산의 방해를 제거하기 위해 황산(1+4) 2mL이하를 주입하여 분석한다"는 적절한 설명이다. 이유는 이온크로마토그래피법은 음이온을 분석하는데 적합한 방법이지만, 시료 중에 저급유기산이 포함되어 있으면 정확한 분석이 어렵기 때문이다. 따라서 이를 제거하기 위해 황산을 사용한다.
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65. 시료의 보존방법 중 4℃, H2SO4로 pH 2이하로 해야 되는 항목은?

  1. 생물화학적산소요구량
  2. 부유물질
  3. 총질소
  4. 질산성질소
(정답률: 8%)
  • 총질소는 미생물의 성장과 생산에 필수적인 영양소이기 때문에 시료를 보존할 때 pH를 낮춰 미생물의 성장을 억제하여 총질소의 분해를 방지하기 위해 H2SO4로 pH 2이하로 유지해야 합니다. 4℃는 시료의 미생물성장을 억제하고 보존기간을 연장시키는 역할을 합니다. 따라서 "총질소"가 정답입니다.
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66. 대장균군의 분석실험방법에 대한 설명중 옳지 않은 것은? (단, 최적확수 시험법 기준)

  1. 결과는 MPN/100mL의 단위로 표시한다
  2. 대장균군의 정성시험은 추정시험, 확정시험 및 완전시험의 3단계로 나눈다
  3. 시험장치로는 막여과장치, 멸균된 메스실린더, 멸균된 페트리디쉬등이 필요하다.
  4. 시료를 유당이 포함된 배지에 배양할 때 대장균군이 증식하면서 가스를 생성하는데 이때의 양성 시험관수를 확률적인 수치인 최적확수로 표시하는 방법이다.
(정답률: 0%)
  • "시험장치로는 막여과장치, 멸균된 메스실린더, 멸균된 페트리디쉬등이 필요하다."가 옳지 않은 설명입니다. 대장균군 분석실험에서는 막여과장치, 멸균된 메스실린더, 멸균된 페트리디쉬 등이 필요하지만, 이것이 최적확수 시험법과 관련이 있는 것은 아닙니다. 최적확수 시험법은 시료를 유당이 포함된 배지에 배양하여 대장균군이 증식하면서 가스를 생성하는데 이때의 양성 시험관수를 확률적인 수치인 최적확수로 표시하는 방법입니다.
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67. 0.025N - KMnO4(MW = 158) 용액을 만들려면 어떻게 조제하면 되겠는가?

  1. KMnO4 8.1g을 증류수에 녹여 전량을 1ℓ 로 한다.
  2. KMnO4 3.4g을 증류수에 녹여 전량을 1ℓ 로 한다.
  3. KMnO4 1.8g을 증류수에 녹여 전량을 1ℓ 로 한다.
  4. KMnO4 0.8g을 증류수에 녹여 전량을 1ℓ 로 한다.
(정답률: 18%)
  • KMnO4의 몰질량은 158g/mol이므로 0.025N의 용액을 만들기 위해서는 0.025 x 158 = 3.95g의 KMnO4이 필요하다. 따라서, 보기 중에서 0.8g을 증류수에 녹여 전량을 1ℓ로 하는 것이 정답이다.
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68. 다음은 BOD 측정용 시료의 전처리 조작에 관한 설명이다. 이 중 옳지 않은 것은?

  1. 산성인 시료는 4% NaOH로 중화시킨다.
  2. 알칼리성 시료는 염산(1+11)으로 중화시킨다.
  3. 잔류염소를 함유한 시료는 일반적으로 BOD용 식종 희석수로 희석 사용한다.
  4. 수온이 20℃ 이상인 시료는 10℃ 이하로 식힌후 통기시켜 산소를 포화시켜 준다.
(정답률: 34%)
  • 정답: 수온이 20℃ 이상인 시료는 10℃ 이하로 식힌후 통기시켜 산소를 포화시켜 준다. (옳은 설명)

    해설: BOD 측정은 시료 내의 생물이 산소를 이용하여 유기물을 분해하는 정도를 측정하는 것이므로, 시료 내의 산소량이 중요하다. 수온이 높을수록 물의 산소 용해도는 낮아지므로, 수온이 20℃ 이상인 시료는 산소 포화 상태로 만들기 위해 10℃ 이하로 식힌 후 통기시켜 산소를 포화시켜 준다. 이렇게 하면 BOD 측정 시 시료 내의 생물이 산소를 충분히 이용할 수 있게 된다.
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69. 가스크로마토그라피(Gas Chromatography)에 사용되는 검출기(Detector) 중 유기할로겐 화합물에 대해 특히 감도가 좋은 것은?

  1. Flame ionization detector
  2. Thermal conductivity detector
  3. Electron capture detector
  4. Alkali flame detector
(정답률: 15%)
  • 유기할로겐 화합물은 전자 캡처 검출기에서 특히 감도가 좋습니다. 이는 전자 캡처 검출기가 유기할로겐 화합물과 반응하여 전자를 포착하고 이를 측정함으로써 검출하는데, 유기할로겐 화합물은 전자를 쉽게 포착하기 때문입니다. Flame ionization detector는 탄화수소 화합물에 대해 감도가 높고, Thermal conductivity detector는 분자량이 큰 화합물에 대해 감도가 높습니다. Alkali flame detector는 알칼리 금속과 반응하여 빛을 방출하는 화합물에 대해 감도가 높습니다.
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70. 다음 물질을 흡광광도법으로 분석할 때 측정 파장이 가장 긴 것은?

  1. 구리
  2. 아연
  3. 카드뮴
  4. 크롬
(정답률: 15%)
  • 아연은 나머지 물질들보다 측정 파장이 더 긴 파장에서 높은 흡광도를 보이기 때문에, 흡광광도법으로 분석할 때 측정 파장이 가장 긴 것은 아연이다. 이는 아연의 전자 구조와 관련이 있으며, 아연의 전자가 다른 물질들보다 더 큰 에너지를 흡수하기 때문이다.
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71. 비소시험법중 원자 흡광광도법의 측정원리로 틀린 것은?

  1. 염화제일주석으로 시료중 비소를 3가비소로 환원 시킨다
  2. 염산히드록실아민용액으로 비화수소를 발생시킨다.
  3. 운반가스는 아르곤, 연소가스는 아르곤-수소이다.
  4. 불꽃에서 원자화시켜 193.7nm에서 흡광도를 측정하여 정량한다.
(정답률: 7%)
  • 염산히드록실아민용액으로 비화수소를 발생시키는 것은 원자 흡광광도법이 아니라 원자 흡수분광법의 측정원리이다. 따라서 정답은 "염산히드록실아민용액으로 비화수소를 발생시킨다." 이다.

    염화제일주석으로 시료중 비소를 3가비소로 환원시키고, 이를 불꽃에서 원자화시켜 193.7nm에서 흡광도를 측정하여 정량한다. 이때 운반가스는 아르곤, 연소가스는 아르곤-수소이다.
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72. 유도결합 플라스마 발광분석 장치의 플라스마 토오치 및 시료주입부의 형식에 따른 일반적인 가스유량이 잘못된 것은?

  1. 냉각가스는 10 - 20L/분이다.
  2. 보조가스는 0.5 - 2L/분이다.
  3. 운반가스는 0.4 - 2L/분이다.
  4. 연소가스는 0.3 - 2L/분이다.
(정답률: 0%)
  • 연소가스는 플라스마를 생성하기 위한 가스이며, 일반적으로 적은 양의 가스가 필요합니다. 따라서 연소가스의 유량은 다른 가스에 비해 상대적으로 작습니다.
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73. 가스크로마토그래피법의 기본구성 장치에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 운반가스유로는 유량조절부와 분리관유로로 구성된다.
  2. 가스시료도입부는 가스계량관과 유로변환기구로 구성 된다.
  3. 분리관오븐의 온도정밀도는 ± 1.0℃의 범위이내, 전원 전압변동은 5%이내를 유지할 수 있어야 한다.
  4. 기록계는 스티립 차아트식 자동평형 기록계로 스팬전압 1mV, 팬응답시간 2초이내, 기록지 이동속도 10mm/분을 포함한 다단변속이 가능한 것이어야 한다.
(정답률: 9%)
  • "운반가스유로는 유량조절부와 분리관유로로 구성된다."가 틀린 설명입니다.

    운반가스는 분리관 내에서 시료를 분리하는 데 사용되는 가스입니다. 따라서 운반가스유로는 분리관 내부에 위치하며, 분리관의 한쪽 끝에서 가스시료가 들어오는 가스시료도입부와 연결됩니다. 따라서 "운반가스유로는 가스시료도입부와 연결된다."가 올바른 설명입니다.

    분리관오븐의 온도정밀도는 ± 1.0℃의 범위 이내, 전원 전압변동은 5% 이내를 유지할 수 있어야 하는 이유는, 분리관 내부에서 시료가 분리되는 과정은 매우 민감한 온도와 압력 조건에서 이루어지기 때문입니다. 따라서 분리관 내부의 온도와 압력을 정밀하게 조절하기 위해서는 오븐의 온도와 전원 전압이 안정적으로 유지되어야 합니다.
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74. 에탄올(C2H5OH) 92㎎에 증류수를 가하여 1ℓ 로 한 용액의 이론적 COD는?

  1. 162㎎/ℓ
  2. 178㎎/ℓ
  3. 184㎎/ℓ
  4. 192㎎/ℓ
(정답률: 9%)
  • 에탄올의 분자식은 C2H5OH이며, 이것이 산화되면 다음과 같은 반응식을 보인다.

    C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

    이 반응식에서 에탄올 1 몰이 산화될 때 생성되는 CO2의 몰 수는 2 몰이고, 생성되는 H2O의 몰 수는 3 몰이다. 이때, COD는 산화된 물질의 총 산소 요구량을 나타내는 지표이므로, 산소 요구량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    에탄올 1 몰이 산화될 때 필요한 산소의 몰 수 = 3 몰
    에탄올 92 mg가 포함된 용액의 몰 수 = 92 mg ÷ 46.07 g/mol = 0.002 mol
    따라서, 에탄올 92 mg가 포함된 1 ℓ 용액의 이론적 COD는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    COD = (에탄올 몰 수 × 산소 요구량 × 분자량) ÷ 용액 부피
    = (0.002 mol × 3 mol × 32 g/mol) ÷ 1 L
    = 192 mg/L

    따라서, 정답은 "192 mg/L"이다.
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75. 시안(CN) 시료중 잔류염소가 공존할 경우 시료의 보존 방법은?

  1. 황산구리 1g/ℓ 첨가
  2. 아스코르빈산 1g/ℓ 첨가
  3. 수산화나트륨 2㎖/ℓ 첨가
  4. 아미노안티피린용액 2㎖/ℓ 첨가
(정답률: 7%)
  • 잔류염소는 시안(CN)과 반응하여 시안화물(CN-)을 생성할 수 있으므로 시료의 보존에 영향을 미칠 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 아스코르빈산을 첨가합니다. 아스코르빈산은 시안과 반응하여 안전한 화합물인 아스코르빈산시안(CNASC)을 생성하므로 시료의 보존에 도움이 됩니다.
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76. 배출허용기준 적합여부 판정을 위한 시료채취시 복수 시료채취방법 적용을 제외할 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 환경오염사고, 취약시간대의 환경오염감시등 신속한 대응이 필요한 경우
  2. 부득이 복수시료채취 방법으로 할 수 없을 경우
  3. 유량이 일정하며 연속적으로 발생되는 폐수가 방류되는 경우
  4. 사업장내에서 발생하는 폐수를 회분식등 간헐적으로 처리하여 방류하는 경우
(정답률: 15%)
  • 배출허용기준 적합여부를 판정하기 위해서는 시간적, 공간적, 수량적으로 대표성 있는 시료를 채취해야 합니다. 따라서, 복수 시료채취방법을 적용하지 않을 수 있는 경우는 유량이 일정하며 연속적으로 발생되는 폐수가 방류되는 경우입니다. 이 경우에는 시간적, 공간적, 수량적으로 대표성 있는 시료를 채취하기 위해 하루 또는 일정 기간 동안 일정한 시간 간격으로 시료를 채취할 수 있습니다.
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77. 다음은 페놀류의 분석에 대한 측정원리이다. ( )안에 가장 알맞는 내용은?

  1. pH 9
  2. pH 10
  3. pH 11
  4. pH 12
(정답률: 14%)
  • 페놀류는 pH 9-12 범위에서 존재하는데, pH 10에서 가장 흡광도가 높기 때문에 이를 측정하여 분석한다.
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78. 유입부의 직경이 100cm, 목(throat)부 직경이 50cm인 벤튜리미터로 폐수가 유출되고 있다. 이 벤튜리미터 유입 부관 중심부에서의 수두는 100cm, 목(throat)부의 수두는 10cm일 때 유량(cm3/sec)은? (단, 유량계수는 1.0 이다.)

  1. 약 552000
  2. 약 652000
  3. 약 752000
  4. 약 852000
(정답률: 15%)
  • 유량은 베르누이 방정식을 이용하여 구할 수 있다. 유입부와 목 부분의 압력 차이는 다음과 같다.

    P1 - P2 = (1/2)ρv2 + ρgh1 - (1/2)ρv2 - ρgh2 = ρg(h1 - h2)

    여기서 ρ는 물의 밀도, v는 유속, h1은 유입부에서의 수두, h2는 목 부분에서의 수두이다. 따라서 유량 Q는 다음과 같다.

    Q = Av = A(2gh)1/2 = π(0.52)v = 0.25πdh(2gh)1/2

    여기서 d는 유입부의 직경, h는 유입부 중심부에서의 수두이다. 따라서 유량을 계산하면 다음과 같다.

    Q = 0.25π(100)(2(9.81)(100))1/2 - 0.25π(50)(2(9.81)(10))1/2 ≈ 852000 (cm3/sec)

    따라서 정답은 "약 852000"이다.
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79. 다음은 질산성질소 측정시 흡광광도법 중 부루신법에 관한 것이다. 시험방법이 잘못된 것은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 5%)
  • 정답은 "3"입니다. 이유는 부루신법은 질산성질소 측정시 사용되는 방법 중 하나이지만, 그림에서 보이는 장치는 그리메소법을 사용하는 것으로 잘못 표기되어 있기 때문입니다.
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80. 수질오염공정시험방법상 '망간' 측정방법이 아닌 것은?

  1. 원자흡광광도법
  2. 흡광광도법
  3. 유도결합플라스마 발광광도법
  4. 가스크로마토그리피법
(정답률: 23%)
  • 망간은 원자흡광광도법, 흡광광도법, 유도결합플라스마 발광광도법으로 측정할 수 있지만, 가스크로마토그리피법은 망간 측정에 사용되지 않는 방법이기 때문에 정답이 됩니다.
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5과목: 수질환경관계법규

81. 배출부과금을 부과할 때 고려하여야 하는 사항과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배출허용기준의 초과여부
  2. 자가측정의 여부
  3. 오염물질 배출농도
  4. 배출되는 오염물질의 종류
(정답률: 12%)
  • 배출부과금을 부과할 때 고려해야 하는 사항은 대개 배출허용기준의 초과여부, 자가측정의 여부, 배출되는 오염물질의 종류 등이 있습니다. 그러나 이 중에서 가장 거리가 먼 것은 "오염물질 배출농도"입니다. 이는 배출되는 오염물질의 양과 질을 나타내는 것으로, 배출부과금과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 배출부과금을 부과할 때는 주로 배출허용기준의 초과여부나 자가측정 결과 등을 고려하여 적정한 금액을 부과하게 됩니다.
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82. 다음 배출부과금의 부과내용에 관한 기술 중 틀린 것은?

  1. 폐수· 하수 종말처리시설등에서 방류수 수질기준이하로 배출하는 사업자에 대하여는 부과하지 아니한다.
  2. 대통령령이 정하는 양이하의 수질오염물질을 배출하는 사업자는 부과를 감면할 수 있다.
  3. 다른 법률의 규정에 의하여 수질오염물질의 처리비용을 부담한 사업자는 부과대상에서 제외된다.
  4. 배출부과금을 납부하여야 할 자가 소정의 기간내에 이를 납부하지 않을 경우 가산금을 징수한다.
(정답률: 10%)
  • "다른 법률의 규정에 의하여 수질오염물질의 처리비용을 부담한 사업자는 부과대상에서 제외된다."가 틀린 내용입니다. 이유는 다른 법률에서 처리비용을 부담하더라도 배출부과금은 별도의 법률로 규정되어 있으므로 부과대상에서 제외되지 않습니다.
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83. 총량규제를 하고자 할 때 환경부장관이 고시하여야 하는 사항으로 맞지 않는 것은?

  1. 규제구역
  2. 규제오염물질
  3. 규제오염물질배출 기준
  4. 오염물질 저감계획
(정답률: 0%)
  • 정답: "규제오염물질배출 기준"

    총량규제는 환경오염을 예방하고 관리하기 위한 제도로, 일정 지역 내에서 오염물질의 총량을 제한하는 것입니다. 이를 위해 환경부장관은 규제구역을 지정하고, 규제오염물질을 선정하여 규제오염물질배출 기준을 고시합니다. 이 기준은 해당 오염물질의 배출한계량 등을 규정하여, 오염물질 배출자들이 이를 준수하도록 규제하는 역할을 합니다. 또한, 오염물질 저감계획도 수립하여 총량규제를 효과적으로 시행합니다.
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84. 다음 폐수배출시설 중 과징금 처분대상 배출시설이 아닌 것은?

  1. 석유사업법 규정에 의한 석유비축계획에 따라 설치된 석유비축시설
  2. 고등교육법에 의한 학교의 배출시설
  3. 수도법 규정에 의한 수도시설
  4. 정부출연연구기관설립· 운영 및 육성에 관한 법률에 의한 연구기관의 배출시설
(정답률: 12%)
  • 정부출연연구기관설립· 운영 및 육성에 관한 법률에 의한 연구기관의 배출시설은 과징금 처분대상 배출시설이 아닙니다. 이는 해당 법률에 따라 운영되는 연구기관의 배출시설은 환경부가 정한 기준에 따라 검사 및 평가를 받아야 하지만, 과징금 처분 대상에는 포함되지 않기 때문입니다.
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85. 다음 중 특정수질 유해물질이 아닌 것은?

  1. 디클로로메탄
  2. 니켈 및 그 화합물
  3. 구리 및 그 화합물
  4. 셀레늄 및 그 화합물
(정답률: 0%)
  • 니켈 및 그 화합물은 특정수질 유해물질이 아닙니다. 이는 단순히 화학적으로 안전하다는 것이 아니라, 일반적으로 수질 오염에 대한 주요 원인이 아니기 때문입니다. 디클로로메탄, 구리 및 그 화합물, 셀레늄 및 그 화합물은 모두 수질 오염에 대한 주요 원인 중 하나입니다.
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86. 다음중 수질(하천)의 환경기준 항목이 아닌 것은?

  1. 수소이온농도
  2. 대장균 군수
  3. COD
  4. D0
(정답률: 12%)
  • COD는 유기물의 산화능력을 나타내는 지표로, 수질의 오염 정도를 나타내는 환경기준 항목이지만, 다른 항목들과는 달리 직접적으로 인체 건강에 영향을 미치지는 않기 때문에 수질(하천)의 환경기준 항목이 아닙니다.
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87. 초과부과금대상오염물질이 아닌 것은?

  1. 카드뮴 및 그 화합물
  2. 사염화탄소
  3. 총 인
  4. 아연 및 그 화합물
(정답률: 12%)
  • 초과부과금 대상 오염물질은 대기, 수질, 토양 등에 배출되어 환경오염을 유발하는 물질 중에서 특히 위해성이 높은 물질을 말합니다. 그러나 사염화탄소는 대기오염물질 중 하나이지만, 초과부과금 대상 오염물질은 아닙니다. 이유는 사염화탄소는 대기 중에서 자연적으로 발생하는 물질이기 때문입니다. 따라서, 사염화탄소는 인위적으로 배출되는 오염물질이 아니므로 초과부과금 대상 오염물질이 아닙니다.
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88. 수질오염방지시설 중 생물화학적 처리시설이 아닌 것은?

  1. 접촉조
  2. 살균시설
  3. 돈사톱밥발효시설
  4. 폭기시설
(정답률: 28%)
  • 생물화학적 처리시설은 생물학적인 작용을 이용하여 오염물질을 분해하거나 제거하는 시설을 말합니다. 접촉조, 돈사톱밥발효시설, 폭기시설은 모두 생물화학적 처리시설입니다. 하지만 살균시설은 오염물질을 제거하는 것이 아니라 세균 등의 병원체를 제거하기 위한 시설입니다. 따라서 살균시설은 생물화학적 처리시설이 아닙니다.
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89. 환경부장관 또는 시· 도지사가 측정망 설치계획을 결정·고시한 경우 허가를 받은 것으로 보는 행정행위가 아닌것은? (단, 법률 조항은 적절한 조항으로 한다)

  1. 공원법 규정에 의한 공원의 점,사용 허가
  2. 하천법 규정에 의한 하천공사시행의 허가 및 하천점용의 허가
  3. 공유수면관리법 규정에 의한 공유수면의 점,사용허가
  4. 도로법 규정에 의한 도로점용의 허가
(정답률: 12%)
  • "공원법 규정에 의한 공원의 점,사용 허가"는 환경부장관 또는 시·도지사가 측정망 설치계획을 결정·고시한 것과는 관련이 없는 행정행위이기 때문에 허가를 받은 것으로 보지 않는다. 공원법은 공원의 설치, 관리, 사용 등을 규정하고 있으며, 공원을 설치하려면 해당 지역의 관할 기관으로부터 점, 사용 허가를 받아야 한다.
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90. 배출시설의 설치허가를 받은자가 변경허가를 받아야 하는 경우가 아닌 것은?

  1. 폐수배출량이 허가당시보다 100분의 50이 증가되는 경우(특정수질유해물질의 배출이 아님)
  2. 폐수배출량이 허가당시보다 1일 600m3이 증가되는 경우
  3. 특정수질유해물질이 배출되는 시설에서 폐수배출량이 허가당시보다 100분의 35가 증가되는 경우
  4. 배출허용기준을 초과하는 새로운 오염물질이 발생되어 배출시설 또는 방지시설의 개선이 필요한 경우
(정답률: 12%)
  • 정답은 "폐수배출량이 허가당시보다 1일 600m3이 증가되는 경우"입니다. 이유는 배출시설의 설치허가를 받은 경우, 폐수배출량이 일정량 이상 증가하는 경우에는 변경허가를 받아야 합니다. 그러나 "폐수배출량이 허가당시보다 1일 600m3이 증가되는 경우"는 이미 일정량 이상 증가한 경우이므로, 변경허가를 받을 필요가 없습니다.
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91. 시,도지사가 배출시설 및 방지시설의 가동상태를 점검하기 위해 채취한 오염물질 측정을 의뢰할 수 있는 오염도검사기관으로 적절하지 않는 곳은?

  1. 환경관리공단법에 의한 환경관리공단의 소속사업소
  2. 유역환경청 및 지방환경청
  3. 환경기술 개발 및 지원에 관한 법률에 의한 측정 대행업소
  4. 국립환경연구원 및 그 소속기관
(정답률: 6%)
  • 환경기술 개발 및 지원에 관한 법률에 의한 측정 대행업소는 오염물질 측정에 대한 전문적인 지식과 기술을 보유하고 있으며, 정확하고 신뢰성 높은 측정 결과를 제공할 수 있는 업체이기 때문에 적절한 곳이다. 따라서, 정답은 "환경기술 개발 및 지원에 관한 법률에 의한 측정 대행업소"이다.
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92. 폐수배출시설에 대한 배출부과금 납부자가 부과금을 납부할 수 없다고 인정하는 경우 징수를 유예할 수 있는 기간과 분할 납부 가능 횟수는?

  1. 징수유예기간 : 6월이내, 분할납부횟수 : 2회이내
  2. 징수유예기간 : 6월이내, 분할납부횟수 : 3회이내
  3. 징수유예기간 : 1년이내, 분할납부횟수 : 6회이내
  4. 징수유예기간 : 2년이내, 분할납부횟수 : 8회이내
(정답률: 6%)
  • 폐수배출시설에 대한 배출부과금은 환경보전을 위한 법률에 따라 부과되며, 이를 납부할 수 없는 경우에는 징수유예 및 분할납부가 가능합니다. 이 때, 징수유예기간과 분할납부횟수는 법률에서 규정되어 있으며, 이를 따라야 합니다.

    따라서, "징수유예기간 : 1년이내, 분할납부횟수 : 6회이내"가 정답입니다. 이는 환경보전을 위한 법률 제29조 제3항에 따라 규정된 내용으로, 배출부과금을 납부할 수 없는 경우에는 1년 이내에 징수유예를 신청할 수 있으며, 이후 6회까지 분할하여 납부할 수 있습니다. 다른 보기들은 법률에서 규정된 내용과 다르기 때문에 오답입니다.
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93. 특례지역에서 운영중인 배출시설의 폐수배출량이 1일 2,000m3미만일 때 COD 배출농도 기준은?

  1. 30mg/ℓ 이하
  2. 40mg/ℓ 이하
  3. 50mg/ℓ 이하
  4. 70mg/ℓ 이하
(정답률: 13%)
  • 특례지역에서 운영중인 배출시설의 폐수배출량이 1일 2,000m3미만일 때 COD 배출농도 기준은 "40mg/ℓ 이하"입니다. 이는 해당 지역의 환경기준법 시행규칙에서 정한 기준으로, 폐수배출량이 1일 2,000m3미만인 경우에는 COD 배출농도가 40mg/ℓ 이하이어야 합니다. 이유는 폐수배출량이 적을수록 환경에 미치는 영향이 적기 때문에, 배출농도 기준도 더 낮게 설정되어 있습니다.
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94. 폐수처리업의 등록을 한 자에게 위탁처리할 수 있는 폐수의 배출량기준은? (단, 물리적· 화학적 처리시설에 의해 처리가 가능한 폐수이며 배출시설의 설치를 제한할 수 있는 지역이 아닌 경우)

  1. 1일 50m3 미만
  2. 1일 30m3 미만
  3. 1일 20m3 미만
  4. 1일 10m3 미만
(정답률: 6%)
  • 폐수처리업의 등록을 한 자는 물리적·화학적 처리시설에 의해 처리가 가능한 폐수를 배출할 수 있습니다. 그러나 배출시설의 설치를 제한할 수 있는 지역에서는 배출이 제한됩니다. 따라서, 폐수의 배출량 기준은 해당 지역의 환경규제에 따라 다르게 결정됩니다. 이 문제에서는 해당 지역의 환경규제에 따라 폐수의 배출량 기준이 "1일 50m3 미만"으로 결정되었습니다.
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95. 오수처리시설 또는 단독정화조을 등록한 자 또는 등록하고자 하는 자가 제조· 판매하고자 하는 오수처리시설 또는 단독정화조의 성능이 구조· 규격· 재질 및 성능에 관한 기준에 적합한지 여부를 검사 받고자 하는 경우 그 성능검사를 실시할 수 있는 기관은?

  1. 국립환경연구원
  2. 환경관리공단
  3. 시· 도보건환경연구원
  4. 국립품질검사원
(정답률: 23%)
  • 오수처리시설 또는 단독정화조의 성능검사를 실시할 수 있는 기관은 환경관리공단입니다. 이는 환경부의 소속기관으로서, 환경보전 및 개선을 위한 다양한 업무를 수행하고 있기 때문입니다. 환경관리공단은 오수처리시설 또는 단독정화조의 성능검사를 실시하여 이를 등록하거나 판매할 수 있는 기준에 적합한지 여부를 판단합니다. 따라서 이 기관은 오수처리시설 또는 단독정화조의 성능검사를 실시할 수 있는 적합한 기관입니다.
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96. 사업자가 최초로 배출시설을 설치한 경우에 환경관리인의 임명을 신고하여야 하는 기간은?

  1. 환경관리인을 임명한 후 지체없이
  2. 가동개시신고와 동시에
  3. 방지시설에 대한 시운전기간 완료전
  4. 환경관리인을 임명한 후 5일이내
(정답률: 0%)
  • 사업자가 최초로 배출시설을 설치한 경우에는 환경관리인을 임명한 후 지체없이 가동개시신고를 해야 합니다. 이는 환경오염을 예방하고 관리하기 위한 조치로, 가동개시 전에 환경관리인이 임명되어야 하기 때문입니다. 따라서 가동개시신고와 동시에 환경관리인의 임명을 신고해야 합니다.
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97. 폐수처리방법이 물리적 또는 화학적 처리방법인 경우 적정 시운전 기간은? (단, 가동개시일 12월 1일이다 )

  1. 가동개시일 부터 10일
  2. 가동개시일 부터 20일
  3. 가동개시일 부터 30일
  4. 가동개시일 부터 50일
(정답률: 18%)
  • 폐수처리방법이 물리적 또는 화학적 처리방법인 경우, 시운전 기간은 일반적으로 30일 정도이다. 이는 적정한 운전 조건을 확인하고, 설비의 안정성을 검증하기 위한 시간이 필요하기 때문이다. 따라서 가동개시일부터 30일이 적정 시운전 기간이다.
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98. 낚시금지구역에서 낚시를 한 자에 대한 벌칙기준으로 적절한 것은?

  1. 100만원 이하 과태료
  2. 100만원 이하 벌금
  3. 6월이하의 징역 또는 200만원 이하 벌금
  4. 1년이하의 징역 또는 500만원 이하 벌금
(정답률: 6%)
  • 낚시금지구역에서 낚시를 하는 것은 불법이므로 법적인 처벌이 필요합니다. 이 중에서도 가장 적절한 벌칙은 범죄의 경중에 따라 다르겠지만, 일반적으로는 1년 이하의 징역 또는 500만원 이하의 벌금이 적절합니다. 이는 범죄의 경중을 고려하여 적절한 벌을 부과하면서도, 경제적인 부담을 최소화할 수 있는 벌칙입니다.
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99. 기본부과금의 부과는 몇번으로 하는가?

  1. 1년에 1회
  2. 1년에 2회
  3. 1년에 3회
  4. 1년에 4회
(정답률: 14%)
  • 기본부과금은 인터넷 이용료와 같이 월 단위로 청구되는 것이 아니라, 연간으로 부과되는 것이기 때문에 1년에 몇 번으로 부과되는지가 중요합니다. 따라서, 기본부과금은 1년에 2회로 부과됩니다. 이는 전년도 7월 1일부터 이번해 6월 30일까지의 기간과, 이번해 7월 1일부터 다음해 6월 30일까지의 기간에 대해 각각 부과되기 때문입니다.
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100. 초과부과금의 산정기준인 1킬로그램당 부과액이 가장 많은 오염물질은?

  1. 카드뮴 및 그 화합물
  2. 수은 및 그 화합물
  3. 비소 및 그 화합물
  4. 트리클로로에틸렌
(정답률: 20%)
  • 수은 및 그 화합물은 인체에 매우 위험한 중금속으로, 환경오염물질로도 알려져 있습니다. 따라서 초과부과금의 산정기준인 1킬로그램당 부과액이 가장 높게 책정되어 있습니다. 카드뮴, 비소, 트리클로로에틸렌 등도 환경오염물질로 알려져 있지만, 수은 및 그 화합물이 가장 위험성이 높기 때문에 초과부과금의 산정기준이 가장 높게 책정되어 있는 것입니다.
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