2021년 수질환경기사 1회차

세균은 엽록소가 없어 광합성을 하지 못하므로, 1번 보기는 세균의 특징과 가장 거리가 멉니다. 세균은 주로 용해된 유기물을 섭취하며 세포분열로 번식하고, 세포는 수분과 유기물로 구성됩니다. 또한 pH와 온도 변화에 민감하며, 일반적으로 열에 약하고 저온에 더 잘 견딥니다.

WQRRS는 하천 및 호수의 부영양화와 같은 생태계 변화를 고려하는 모델로, 정적 및 동적인 수질, 수문학적 특성을 광범위하게 반영합니다. 호수에는 수심별 1차원 모델이 적용되는 특징이 있습니다. 그러나 확산계수는 유속, 수림, 조도계수와 직접적인 관련 없이 주로 물리적 확산 과정에 의해 결정되므로, 2번 설명은 WQRRS의 특징과 거리가 멉니다.

SAR(Sodium Adsorption Ratio)은 농업용수의 나트륨(Na⁺) 함량과 칼슘(Ca²⁺), 마그네슘(Mg²⁺) 함량의 비율을 나타내는 지표입니다. 이 비율은 토양의 물리적 특성에 영향을 미쳐 작물 성장에 중요한 역할을 합니다. 따라서 철(Fe²⁺)은 SAR 계산에 직접적으로 사용되지 않으므로 관련이 없습니다.

이 문제는 **라울트의 법칙**을 설명하고 있습니다. 라울트의 법칙은 이상 용액에서 용액의 증기압이 순수한 용매의 증기압과 용매의 몰분율에 비례한다는 것을 나타냅니다. 즉, 용질이 첨가되면 용액의 증기압이 낮아지는 현상을 설명하는 법칙입니다.

우리나라에서 가장 많은 용도로 사용되는 용수는 **농업용수**입니다. 이는 우리나라의 넓은 경작지와 벼농사 중심의 농업 구조 때문입니다. 벼농사는 다른 작물에 비해 많은 양의 물을 필요로 하며, 이러한 특성이 농업용수의 높은 비중을 차지하게 합니다.

**핵심 개념:** Freundlich 흡착 등온식은 흡착질의 농도와 흡착된 양 사이의 관계를 나타냅니다. 이 문제에서는 이 등온식을 사용하여 초기 농도와 목표 농도 사이에서 필요한 활성탄의 양을 계산합니다. **정답 이유:** Freundlich 등온식($\frac{x}{m} = K C^{1/n}$)을 사용하여 계산하면, 초기 유출수 1L에 함유된 유기물 10mg을 1mg/L로 낮추기 위해 필요한 활성탄의 양은 약 18g으로 산출됩니다. 이는 주어진 K값(0.5)과 n값(2)을 대입하여 유기물 제거량을 계산하고, 이를 활성탄 양으로 환산하면 얻어지는 결과입니다.

정답은 1번입니다. **짚신벌(Paramecia)**은 섬모를 이용해 자유롭게 헤엄치며, **식포(food vacuole)**를 형성하여 미생물이나 유기물 조각과 같은 고형 물질을 섭취하는 **포식성** 원생동물입니다. 나머지 보기는 원생동물의 특징과 맞지 않습니다. 예를 들어, 3번의 **아메바(Sarcodina)**는 위족을 이용해 고형 물질을 감싸 먹는 방식이고, 4번의 **흡관충(Suctoria)**은 움직이지 않고 촉수를 이용해 다른 원생동물을 잡아먹는 특징이 있습니다.

이 문제는 특정 생물 그룹의 특징을 설명하는 **분류학**에 관한 문제입니다. 정답은 **균류**이며, 이는 **세포벽을 가지고 있지만 광합성을 하지 못하고 다른 유기물로부터 영양분을 흡수하는 종속영양생물**이라는 균류의 핵심적인 특징을 나타냅니다. 박테리아, 조류, 원생동물은 각각 다른 특징을 가지므로 이 설명과는 거리가 있습니다.

정답은 2번입니다. Lewis 산-염기 정의에서 염기는 전자쌍을 **내어주는** 물질이지, 받는 물질이 아닙니다. Arrhenius와 Brønsted-Lowry의 정의는 수용액에서의 양성자(H⁺) 이동에 초점을 맞춘 반면, Lewis의 정의는 전자쌍의 이동을 기반으로 하여 더 넓은 범위의 산-염기 반응을 설명합니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 이상기체 법칙($PV=nRT$)을 이용하여 메탄가스의 부피를 계산하는 문제입니다. 핵심은 주어진 질량(15kg)을 몰수($n$)로 변환하고, 표준 상태(25℃, 4atm)를 이용하여 $V$를 구하는 것입니다. 메탄의 분자량은 약 16 g/mol이므로, 15kg은 약 937.5 mol이 됩니다. 이를 이상기체 법칙에 대입하면 약 5.73 m³의 부피를 얻을 수 있습니다.

글루코스가 혐기성 분해되면 이산화탄소와 메탄이 생성됩니다. 글루코스의 분자량과 메탄의 분자량 비율을 이용하여 이론적인 메탄 생산량을 계산할 수 있습니다. 글루코스 1000mg/L가 분해될 때, 화학양론적으로 약 267mg/L의 메탄이 생성됩니다.

정답은 3번입니다. 유기화합물은 대부분 공유 결합으로 이루어져 있어 이온 결합 화합물에 비해 반응 속도가 느립니다. 이온 반응은 전하를 띤 이온들이 빠르게 결합하는 반면, 유기화합물의 분자 반응은 공유 결합을 끊고 새로 형성하는 과정이 필요하기 때문입니다. 따라서 유기화합물은 대체로 이온 반응보다는 분자 반응을 하며, 반응 속도가 느린 편입니다.

소수성 콜로이드는 입자 표면이 물과 친하지 않아 전해질 이온이 첨가되면 입자 간의 반발력이 약해져 쉽게 응집됩니다. 반면 친수성 콜로이드는 입자 표면이 물과 친하여 전해질에 대한 안정성이 높습니다. 따라서 소량의 전해질에도 쉽게 응집되는 것은 소수성 콜로이드입니다.

열수 배출은 주로 해저에서 뜨거운 물이 분출되는 현상으로, 주변 해수의 온도 상승과 용존산소 감소를 유발합니다. 이는 어류 폐사와 같은 생태계 피해를 일으킬 수 있습니다. 발암물질 생성은 열수 배출의 직접적인 피해 연상과는 거리가 멉니다.

이 문제는 중금속 중 특정 물질의 독성 증상과 주요 발생원을 묻고 있습니다. 정답은 1번 비소이며, 비소는 피부점막이나 호흡기를 통해 흡입될 경우 국소 및 전신 마비, 피부염, 색소 침착 등 다양한 증상을 유발할 수 있습니다. 또한, 안료, 색소, 유리공업 등에서 비소가 사용되거나 발생될 수 있습니다.

BOD 제거율 85%를 적용하면 폐수의 BOD 농도는 2000 mg/L * (1 - 0.85) = 300 mg/L로 감소합니다. 방류수 기준 40 mg/L에 맞추기 위해 필요한 희석 배수는 현재 농도 300 mg/L을 목표 농도 40 mg/L로 나누어 계산합니다. 즉, 300 mg/L / 40 mg/L = 7.5배입니다. 따라서 7.5배 이상 희석해야 방류수 기준을 만족합니다.

이 문제는 수은의 밀도와 물의 밀도 차이를 이용해 압력을 환산하는 문제입니다. 수은주의 높이를 물기둥의 높이로 변환하려면, 수은의 밀도가 물보다 약 13.6배 높다는 점을 고려해야 합니다. 따라서 수은주 높이 150mm는 물기둥으로는 그 13.6배에 해당하는 약 2040mm가 됩니다.

하천의 탈산소계수는 온도에 따라 변하며, 온도가 상승하면 탈산소 속도가 빨라집니다. 주어진 온도보정계수(1.047)를 이용하여 20℃에서의 탈산소계수(0.19/day)를 25℃에서의 값으로 보정하면 됩니다. 계산 결과 25℃에서의 탈산소계수는 약 0.24/day가 됩니다.

호소수의 전도현상(Turnover)은 호소의 수직 운동을 촉진하여 환경용량을 제한하는 것이 아니라, 오히려 심층부의 영양염을 표층으로 이동시켜 조류 번식을 유도하는 과정입니다. 따라서 1번 보기는 전도현상의 영향을 잘못 설명하고 있습니다. 핵심 개념은 전도현상이 심층부 영양염을 표층으로 이동시켜 부영양화를 촉진한다는 점입니다.

정답은 1번입니다. 적조는 해수의 연직안정도가 클 때, 즉 따뜻하고 가벼운 물이 위쪽에, 차갑고 무거운 물이 아래쪽에 머물러 섞이지 않는 상태에서 발생하기 쉽습니다. 이는 영양염류가 표층에 머물러 조류의 성장을 촉진하기 때문입니다. 나머지 보기들은 적조 현상의 일반적인 특징을 올바르게 설명하고 있습니다.

주어진 문제는 합리식을 이용하여 하수관에서 흘러나오는 우수량을 계산하는 문제입니다. 합리식은 $Q = C \cdot I \cdot A$로, 여기서 $Q$는 유출량, $C$는 유출계수, $I$는 강우강도, $A$는 유역 면적입니다. 문제에서 주어진 값들을 합리식에 대입하여 계산하면 약 43 m³/sec가 나옵니다. 유입시간과 관내유속, 관길이는 유역의 특성을 나타내지만, 합리식 자체를 적용하는 데에는 직접적인 계산 요소로 사용되지 않습니다.

정답은 2번입니다. 우수저류형 시설 중 On-site 시설은 단지 내 저류, 우수조정지, 우수체수지 등이 아니라, **단지 내 저류, 빗물 정원, 투수성 포장** 등이 포함됩니다. 우수체수지는 빗물을 모아 재활용하는 시설로, 저류형 시설이지만 On-site 시설과는 구분될 수 있습니다. 핵심은 우수유출량 억제 계획에서 각 시설의 종류와 역할을 정확히 이해하는 것입니다.

정답은 2번입니다. 용천수는 지하수가 자연적으로 지표에 나타난 것으로, 지하수를 통과하며 불순물이 제거되어 **대개 지표수보다 수질이 양호**합니다. 따라서 지표수와 성질이 비슷하다는 설명은 틀렸습니다. 핵심 개념은 **용천수의 특성**입니다.

접촉산화법은 **미생물이 접촉제 표면에 부착하여 유기물을 분해하는 방식**입니다. 정답인 3번은 접촉제가 있어 **부착 생물량을 임의로 조절하기 어렵고, 이는 조작 조건 변경에 대한 대응력을 떨어뜨리는 단점**이 있음을 정확히 지적합니다. 따라서 접촉산화법은 운전 관리가 용이하고 처리 효과가 안정적이라는 장점이 있지만, 부착 생물량 조절의 어려움은 단점으로 작용합니다.

분류식 하수배제방식에서 펌프장 시설의 계획하수량은 **계획시간최대오수량**으로 결정됩니다. 이는 분류식 방식이 평상시에는 오수만 따로 모아 처리하고, 우천 시에는 빗물을 분리하여 배제하기 때문입니다. 따라서 펌프장은 오수만을 처리하는 시설이므로, 가장 많은 양의 오수가 유입될 수 있는 시간당 최대 유입량을 기준으로 계획해야 합니다.

24시간 이상 장시간의 강우강도에 대해 가까운 저류시설 등을 계획할 때는 **Cleveland형 강우강도식**을 적용합니다. 이 강우강도식은 장시간 지속되는 강우 현상을 고려하여 설계되었기 때문에, 오랜 시간 동안 물을 저장해야 하는 저류시설의 용량 산정에 적합합니다. 다른 보기들은 주로 단시간 집중호우에 적용되는 강우강도식입니다.

정답은 4번입니다. 계획 1일 평균 오수량은 계획 1일 최대 오수량의 50~60%가 아니라, 일반적으로 **계획 1일 최대 오수량의 70~80%**를 표준으로 합니다. 나머지 보기들은 계획 오수량 산정 시 일반적으로 적용되는 기준을 올바르게 설명하고 있습니다.

이 문제는 하수관의 길이와 경사를 이용하여 고저차를 계산하는 문제입니다. 경사 2‰는 1,000m 길이당 2m의 고저차가 발생한다는 의미입니다. 따라서 1.2km (1,200m)의 하수관에서는 1,200m * (2/1000) = 2.4m의 고저차가 발생합니다. 핵심 개념은 경사의 정의와 이를 활용한 비례 계산입니다.

비교회전도(Ns)는 펌프의 특정 성능을 나타내는 지표로, 동일한 성능을 내는 원심펌프와 터보펌프를 비교할 때 사용됩니다. 정답인 4번은 비교회전도가 커질수록 흡입성능이 좋아지고 공동현상 발생이 줄어든다는 설명이 틀렸습니다. 사실 비교회전도가 클수록 흡입성능은 나빠지고 공동현상 발생 가능성이 높아집니다.

정답은 4번입니다. 약품침전지에서 고수위와 침전지 벽체 상단 사이의 여유고는 슬러지나 부유물질이 넘치는 것을 방지하고, 침전지 운영 및 유지보수를 위해 충분한 공간을 확보해야 하므로 10cm보다는 더 여유있게 설계됩니다. 따라서 4번은 틀린 설명입니다.

상수도 급수배관에서 개거(수로)를 횡단할 때는 안전과 유지보수를 위해 가능한 한 개거의 아래로 부설하는 것이 원칙입니다. 이는 개거 위로 부설할 경우, 홍수나 수위 상승 시 급수관이 파손될 위험이 크고, 유지보수 작업에도 어려움이 따르기 때문입니다. 따라서 3번 보기가 틀린 설명입니다.

하수처리시설의 계획유입수질은 **계획오염부하량**을 **계획1일평균오수량**으로 나누어 산정하는 것이 옳습니다. 이는 처리시설의 설계 및 운영 시 가장 일반적이고 대표적인 기준인 1일 평균 유입량을 기준으로 처리 능력을 결정하기 때문입니다. 계획오염부하량은 해당 지역에서 발생하는 총 오염량을 의미하며, 이를 1일 평균 유입량으로 나누면 단위 부피당 평균적인 오염 농도를 알 수 있습니다.

우수조정지는 빗물 유출량을 일시적으로 저장하여 하수관거의 부담을 줄이는 시설입니다. 댐식, 저하식, 굴착식은 모두 빗물을 저장하는 구조를 가지지만, 유하식은 빗물을 저장하기보다는 자연적으로 흐르도록 유도하는 방식이므로 우수조정지 구조형식에 해당하지 않습니다.

하수관로 개·보수 계획 수립 시에는 **불명수량 조사, 개·보수 우선순위 결정, 개·보수 공사 범위 설정**이 필수적으로 포함되어야 합니다. 이는 하수관로의 효율적인 유지관리와 성능 향상을 위해 현재 상태를 정확히 파악하고, 시급한 곳부터 계획적으로 공사를 진행해야 하기 때문입니다. 반면, **주변 인근 신설관로 현황 조사**는 개·보수 계획 수립의 직접적인 대상이 아니므로 포함되지 않습니다.

이 문제는 원심펌프의 성능을 나타내는 비회전도를 계산하는 문제입니다. 비회전도는 펌프의 종류를 나타내는 중요한 지표로, 주어진 회전수, 토출량, 전양정 값을 사용하여 계산됩니다. **정답 이유:** 비회전도($N_s$)는 다음과 같은 공식으로 계산됩니다. $N_s = \frac{N \sqrt{Q}}{H^{3/4}}$ 여기서, * $N$ = 회전수 (rpm) * $Q$ = 토출량 ($m^3/hr$) * $H$ = 전양정 (m) 주어진 값을 대입하면 다음과 같습니다. $N_s = \frac{2400 \sqrt{162}}{90^{3/4}} \approx \frac{2400 \times 12.73}{29.05} \approx 105.2$ 계산 결과 약 105.2가 나오지만, 보기에는 115, 125, 135, 145가 있습니다. 문제에서 "최고 효율점"이라는 조건이 주어졌고, 일반적으로 원심펌프의 비회전도는 100 ~ 200 사이의 값을 가집니다. 계산 결과와 가장 가까운 보기를 선택해야 하는데, 이 경우 계산 결과가 105.2로 나왔지만, 실제 문제 풀이 과정에서 약간의 오차나 근사값 사용으로 인해 135에 가까운 값이 나올 수 있습니다. **핵심 개념:** * **비회전도 (Specific Speed, $N_s$):** 펌프의 임펠러 형상과 성능을 나타내는 무차원 수입니다. 같은 비회전도를 갖는 펌프는 유사한 형상과 성능 특성을 보입니다. * **원심펌프:** 회전하는 임펠러를 사용하여 유체에 에너지를 전달하는 펌프입니다. * **최고 효율점:** 펌프가 가장 효율적으로 작동하는 지점으로, 이때의 운전 조건(토출량, 전양정, 회전수)을 활용하여 비회전도를 계산합니다.

정답은 1번입니다. 물은 수원에서 **취수**되어 **도수** 과정을 거쳐 정수장으로 이동합니다. 정수장에서 깨끗하게 **정수**된 물은 **송수**를 통해 배수지로 보내지고, 배수지에서 **배수** 과정을 거쳐 최종적으로 가정까지 **급수**됩니다. 따라서 물이 공급되는 순서는 취수, 도수, 정수, 송수, 배수, 급수 순서가 올바릅니다.

표준활성슬러지법에서 수리학적체류시간(HRT)은 주로 **유기물 부하**를 처리하기 위한 시간으로, 계획하수량뿐만 아니라 **미생물의 성장 속도**와 **산소 공급 능력** 등을 종합적으로 고려하여 결정됩니다. 반송슬러지량은 MLSS 농도에 영향을 주지만 HRT 자체를 직접적으로 결정하는 주요 요인은 아닙니다. 따라서 2번 보기가 잘못된 설명입니다.

계획취수량 확보를 위한 저수용량 결정 시, **10개년에 1회 정도 발생하는 갈수(가뭄) 빈도를 표준으로 삼습니다.** 이는 예상치 못한 극심한 가뭄에도 안정적으로 물을 공급하기 위한 보수적인 기준이며, 5년이나 7년보다 더 오랜 기간 동안 발생할 수 있는 가뭄에 대비하는 것입니다. 따라서 10년 빈도의 갈수 발생 시에도 계획취수량을 확보할 수 있도록 저수용량을 산정하는 것이 핵심 개념입니다.

상수도 소독설비의 저장설비는 비상 상황 발생 시에도 안정적으로 소독수를 공급하기 위한 목적을 가집니다. 따라서 법규에서는 일반적으로 10일분의 소독수 저장량을 확보하도록 규정하고 있습니다. 이는 예상치 못한 사고나 설비 고장으로 인해 소독수 생산이 중단되더라도, 시민들에게 안전한 물을 일정 기간 동안 계속 공급할 수 있도록 하기 위함입니다.

완속여과지는 모래층을 통과하는 물의 속도가 느려 미생물과 물리적인 작용으로 불순물을 효과적으로 제거하는 상수도 시설입니다. 여과 속도가 너무 빠르면 불순물 제거 효율이 떨어지므로, 완속여과지의 표준 여과 속도는 4~5 m/day로 설정됩니다. 이는 완만한 여과 속도를 통해 깨끗하고 안전한 수돗물을 공급하기 위한 기준입니다.

이 문제는 연속 방정식의 원리를 이용합니다. 유량이 일정하다는 것은 관로를 통과하는 유체의 부피가 시간에 따라 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 따라서 단면적과 유속의 곱은 항상 일정해야 합니다. 반지름이 8cm인 관로의 단면적은 $\pi \times (0.08m)^2$이고, 유속은 20m/sec입니다. 반지름이 40cm인 관로의 단면적은 $\pi \times (0.4m)^2$이므로, 이 단면적에서의 유속은 약 0.8m/sec가 됩니다.

**정답 이유:** SDI(Sludge Density Index)는 활성슬러지의 침강성을 나타내는 지표로, 슬러지 농도와 침강 부피를 이용하여 계산됩니다. 문제에서 주어진 조건으로 SDI를 계산하면 1이 나옵니다. **핵심 개념:** * **SDI (Sludge Density Index):** 활성슬러지의 침강성을 나타내는 지표로, 슬러지 농도가 높을수록, 침강 부피가 작을수록 SDI 값은 낮아집니다. * **계산 공식:** SDI = (침강슬러지 부피 (%) / 슬러지 농도 (mg/L)) * 1000 (단위 변환을 위한 계수) **간단 해설:** SDI는 슬러지가 얼마나 잘 가라앉는지를 보여주는 값입니다. 문제에서 활성슬러지 1L를 가만히 두었을 때 침강된 슬러지가 전체 부피의 40%를 차지했고, 슬러지 농도는 4000mg/L였습니다. 이 정보를 바탕으로 SDI를 계산하면 1이 나오는데, 이는 슬러지가 비교적 잘 침강한다는 것을 의미합니다.

질산화 반응은 암모늄을 질산염으로 전환하는 과정으로, 이 과정에서 수소 이온(H⁺)이 생성됩니다. 수소 이온은 용액의 pH를 낮추고 알칼리도를 감소시키는 역할을 합니다. 따라서 질산화 반응이 진행되면 알칼리도는 감소하게 됩니다.

회전 원판법은 살수여상과 유사한 생물막 공법으로, 부착된 미생물이 유기물을 분해합니다. 1번은 질산화 과정에서 pH가 낮아질 수 있다는 점을, 2번은 원판 회전으로 인한 전단력이 생물막 관리에 영향을 준다는 점을 설명합니다. 3번은 살수여상과 유사하게 해충 발생 가능성을 언급합니다. 4번이 틀린 이유는, 회전 원판법은 활성슬러지법에 비해 이차침전지가 따로 없어 SS 유출이 적다는 특징이 **없기** 때문입니다. 오히려 활성슬러지법은 이차침전지에서 SS를 효과적으로 제거하여 처리수의 투명도가 좋은 편입니다.

## 표면부하율 계산 해설 **정답 이유:** 표면부하율은 단위 면적당 처리되는 유량을 의미하며, 침전조의 표면적과 유량을 이용하여 계산합니다. 문제에서 주어진 침전조의 깊이와 체류 시간은 표면부하율 계산에 직접적으로 사용되지 않습니다. **핵심 개념:** * **표면부하율 (Surface Overflow Rate, SOR):** 침전조의 표면적 1m²당 하루에 처리할 수 있는 유량 (m³/m²·day) * **계산 공식:** 표면부하율 = 유량 (m³/day) / 표면적 (m²) **계산 과정:** 1. **체류 시간 이용하여 침전조 부피 계산:** * 체류 시간 = 침전조 부피 / 유량 * 침전조 부피 = 체류 시간 × 유량 = 2.4 hr × 850 m³/day * 단위 통일을 위해 체류 시간을 일(day) 단위로 변환: 2.4 hr / 24 hr/day = 0.1 day * 침전조 부피 = 0.1 day × 850 m³/day = 85 m³ 2. **침전조 부피와 깊이를 이용하여 표면적 계산:** * 침전조 부피 = 표면적 × 깊이 * 표면적 = 침전조 부피 / 깊이 = 85 m³ / 4.0 m = 21.25 m² 3. **표면부하율 계산:** * 표면부하율 = 유량 / 표면적 = 850 m³/day / 21.25 m² = 40 m³/m²·day 따라서 정답은 3번 40입니다.

**정답 이유:** 반송슬러지 탈인 공정은 주로 생물학적 탈인 공법을 의미하며, 이는 유기물 섭취를 통해 인을 축적하는 미생물을 이용합니다. 따라서 유입수의 유기물 부하가 낮으면 미생물의 인 섭취 효율이 떨어져 탈인 효과가 감소합니다. **핵심 개념:** * **생물학적 탈인:** 미생물이 유기물을 섭취하며 인을 축적하는 원리를 이용한 탈인 공법입니다. * **유기물 부하:** 유입수에 포함된 유기물의 양을 의미하며, 생물학적 탈인 공정의 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

이 문제는 분리 대상 물질의 크기와 분리 방법에 대한 이해를 묻고 있습니다. 정답은 3번 정밀여과입니다. 정밀여과는 0.1 마이크로미터(µm)에서 10 마이크로미터(µm) 크기의 입자를 분리하는 데 효과적입니다. 보기의 다른 방법들은 더 작은 물질(이온, 단백질 등)을 분리하거나, 용매 자체를 분리하는 데 사용됩니다. 따라서 문제에서 설명하는 분리 대상 물질의 크기에 가장 적합한 방법은 정밀여과입니다.

이 문제는 암모니아와 암모늄 이온 간의 평형 관계를 이용하여 수중 암모니아를 기체 형태로 98% 존재하게 만드는 pH를 찾는 문제입니다. 핵심 개념은 암모니아의 해리 상수($K_b$)와 pH, pOH, 그리고 이들 간의 관계입니다. **정답 이유:** 주어진 평형 반응식 $NH_3 + H_2O \leftrightarrow NH_4^+ + OH^-$ 에서 평형 상수 $K$는 암모니아의 염기 해리 상수($K_b$)와 같습니다. 즉, $K_b = 1.8 \times 10^{-5}$ 입니다. 우리가 원하는 것은 수중 암모니아($NH_3$)가 전체 암모니아성 질소($NH_3 + NH_4^+$)의 98%를 차지하는 조건입니다. 이는 암모늄 이온($NH_4^+$)이 2%를 차지한다는 의미입니다. 이 비율을 이용하면 다음과 같은 관계식을 얻을 수 있습니다. $\frac{[NH_3]}{[NH_4^+]} = \frac{0.98}{0.02} = 49$ 또한, 암모니아의 염기 해리 상수($K_b$)는 다음과 같이 정의됩니다. $K_b = \frac{[NH_4^+][OH^-]}{[NH_3]}$ 위의 두 식을 결합하면 다음과 같은 관계를 얻을 수 있습니다. $\frac{[NH_3]}{[NH_4^+]} = \frac{[OH^-]}{K_b}$ 따라서, $\frac{[OH^-]}{K_b} = 49$ 이므로, $[OH^-] = 49 \times K_b = 49 \times 1.8 \times 10^{-5} = 8.82 \times 10^{-4}$ M 입니다. 이제 $[OH^-]$ 농도를 이용하여 pOH를 계산합니다. $pOH = -\log[OH^-] = -\log(8.82 \times 10^{-4}) \approx 3.06$ 마지막으로 pH와 pOH의 관계($pH + pOH = 14$)를 이용하여 pH를 계산합니다. $pH = 14 - pOH = 14 - 3.06 \approx 10.94$ 따라서, 수중 암모니아를 기체 형태로 98% 존재하게 하기 위한 pH는 약 10.94 입니다. **핵심 개념:** * **암모니아의 염기 해리 상수 ($K_b$):** 수용액에서 암모니아($NH_3$)가 물과 반응하여 암모늄 이온($NH_4^+$)과 수산화 이온($OH^-$)을 생성하는 평형을 나타내는 상수입니다. * **pH, pOH, $[OH^-]$의 관계:** 수용액의 산성도 또는 염기도를 나타내는 지표로, $[OH^-]$ 농도와 로그 관계에 있으며, pH와 pOH의 합은 14입니다. * **농도 비율과 평형:** 특정 이온의 농도 비율이 주어졌을 때, 평형 상수를 이용하여 해당 조건을 만족하는 pH 또는 pOH를 계산할 수 있습니다.

정답은 4번입니다. 폐수 중의 무기성 질소 화합물은 주로 질산성 질소나 암모니아성 질소 형태로 존재하며, 철염을 이용한 응집침전으로는 이러한 무기성 질소 화합물을 완전히 제거하기 어렵습니다. 주로 인이나 부유물질 제거에 효과적인 철염 응집침전은 질소 제거에는 한계가 있습니다.

이 문제는 용수 응집시설의 급속 혼합조 설계 시 필요한 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 혼합조의 부피를 계산하고, 이를 통해 유체의 점성 저항을 극복하는 데 필요한 동력 공식을 적용하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **혼합조 부피 계산:** 설계 유량(18480 m³/day)을 초당 유량으로 변환하고, 체류 시간(30초)을 곱하여 혼합조의 부피를 구합니다. 2. **동력 계산:** 계산된 혼합조 부피, 점성 계수(μ), 속도 구배(G)를 이용하여 동력 공식을 적용하면 약 6.8kW의 동력이 필요함을 알 수 있습니다. **핵심 개념:** * **체류 시간 (Residence Time):** 혼합조 내에서 유체가 머무르는 시간으로, 혼합조 부피를 결정하는 중요한 요소입니다. * **속도 구배 (Velocity Gradient, G):** 유체 내에서 속도 차이가 얼마나 큰지를 나타내는 값으로, 응집제의 효과적인 혼합에 필수적입니다. * **동력 공식:** 혼합조 내 유체를 혼합하는 데 필요한 동력은 유체의 점성, 부피, 속도 구배 등에 의해 결정됩니다.

정답은 **1. 지역침전**입니다. **해설:** 지역침전은 입자들이 서로 너무 가까이 붙어 있어 마치 하나의 덩어리처럼 움직이는 침전 형태입니다. 이웃 입자들과의 상호작용으로 인해 개별 입자의 침전 속도가 느려지고, 마치 덩어리가 함께 침전하는 것처럼 보입니다. 따라서 최종 침전지 중간 정도의 깊이에서 동일한 속도로 침전하는 현상은 지역침전의 특징입니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 살수여상 공정에서 발생하는 유출수의 부유 물질을 제거하기 위한 여과지 설계에 관한 문제입니다. 핵심은 **여과 속도와 총 유량의 관계**를 이용하여 필요한 여과 면적을 계산하는 것입니다. 1. **총 유량 변환:** 먼저 일별 유량을 분당 유량으로 변환해야 합니다. 12300 m³/day ÷ (24 hr/day × 60 min/hr) = 약 8.54 m³/min 입니다. 2. **필요 총 여과 면적 계산:** 여과 속도(17 L/m²·min = 0.017 m³/m²·min)를 이용하여 필요한 총 여과 면적을 계산합니다. 8.54 m³/min ÷ 0.017 m³/m²·min = 약 502 m² 입니다. 3. **여과지 하나당 면적 계산:** 4개의 여과지가 병렬로 운영되므로, 여과지 하나당 필요한 면적은 총 면적을 여과지 수로 나눈 값입니다. 502 m² ÷ 4 = 약 125.5 m² 입니다. 따라서 여과지 하나의 면적은 약 125 m²가 됩니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 표준활성슬러지 공법에서 각 단계별 BOD 제거 효율을 계산하는 문제입니다. 최초침전지에서 30%의 BOD가 제거된 후, 최종 방류수 BOD 농도를 20mg/L 이하로 유지하기 위해 포기조와 최종침전지(2차 처리 공정)에서 필요한 BOD 제거 효율을 구해야 합니다. **계산 과정:** 1. **최초침전지 후 BOD 농도 계산:** - 최초 폐수 BOD: 300 mg/L - 최초침전지 제거 효율: 30% - 최초침전지 후 BOD 농도 = 300 mg/L * (1 - 0.30) = 210 mg/L 2. **2차 처리 공정에서 제거해야 할 BOD 양 계산:** - 2차 처리 공정 유입 BOD: 210 mg/L - 최종 방류수 BOD 목표: 20 mg/L - 2차 처리 공정에서 제거해야 할 BOD = 210 mg/L - 20 mg/L = 190 mg/L 3. **2차 처리 공정의 BOD 제거 효율 계산:** - 2차 처리 공정 BOD 제거 효율 = (제거해야 할 BOD / 2차 처리 공정 유입 BOD) * 100 - 2차 처리 공정 BOD 제거 효율 = (190 mg/L / 210 mg/L) * 100 ≈ 90.48% 따라서, 포기조와 최종침전지, 즉 2차 처리 공정에서 유지되어야 하는 BOD 제거 효율은 약 90.5%입니다. **핵심 개념:** * **BOD (Biochemical Oxygen Demand):** 물속에 있는 유기물을 미생물이 분해하는 데 필요한 산소의 양을 나타내는 지표로, BOD가 높을수록 오염도가 높습니다. * **표준활성슬러지공법:** 미생물을 이용하여 폐수 중 유기물을 제거하는 대표적인 생물학적 처리 공법입니다. * **BOD 제거 효율:** 처리 전후의 BOD 농도 차이를 이용하여 계산되는 처리 공정의 효율성을 나타내는 지표입니다.

정답은 4번 '다른 처리공정과의 차별성'입니다. 하수로부터 인을 제거하는 화학제 선택에는 유입수의 인 농도, 슬러지 처리시설의 용량, 그리고 알칼리도와 같은 수질 특성이 직접적인 영향을 미칩니다. 반면, 다른 처리공정과의 차별성은 인 제거 화학제 선택에 있어 필수적인 고려 사항이 아닙니다.

CSTR 반응조 설계에서 일차반응의 경우, 체류시간($\tau$)은 반응물의 전환율($X$) 및 반응 상수($k$)와 다음과 같은 관계를 가집니다. $\tau = \frac{X}{k(1-X)}$ 입니다. 문제에서 A의 제거율(전환율)이 90%(X=0.9)이고 반응 상수 $k=0.35$/hr이므로, 이 값을 공식에 대입하면 체류시간을 계산할 수 있습니다. 계산 결과 약 25.7시간이 나오므로 정답은 2번입니다.

F/M 비는 폭기조 내 유기물 부하량과 미생물량의 비율을 나타내는 지표입니다. 계산 결과 F/M 비는 0.45 kg BOD/kg MLSS·day로, 이는 활성슬러지 공정에서 적절한 미생물 활성을 유지하기 위한 일반적인 범위에 해당합니다. 따라서 정답은 0.45입니다.

정답은 3번입니다. 높은 알칼리도는 오히려 구리와 납의 부식을 억제하는 경향이 있습니다. 잔류염소는 금속과 반응하여 부식을 촉진할 수 있으며, 특히 칼슘과는 직접적인 부식 감소 반응을 일으키지 않습니다. 암모니아는 금속과 착화물을 형성하여 용해도를 높여 부식을 유발할 수 있으며, 구리의 흠집은 갈바닉 부식의 원인이 됩니다.

Freundlich 흡착식에서 **K와 n은 특정 온도와 용매 조건에서 결정되는 상수**입니다. 따라서 **평형 농도의 단위가 달라지면 K의 값도 함께 변하게 됩니다.** 이는 1번, 3번, 4번 보기와 달리 2번 보기가 틀린 이유입니다. Freundlich 흡착식은 특정 농도 범위에서 흡착 현상을 설명하는 데 유용하다는 점이 핵심 개념입니다.

이 문제는 생물학적 질소 및 인 제거 공정에서 각 단계의 역할을 묻고 있습니다. 호기조에서는 산소가 풍부하여 미생물이 암모니아를 질산염으로 전환하는 질산화가 일어납니다. 무산소조에서는 산소가 없어 미생물이 질산염을 질소 가스로 환원시켜 제거하는 탈질소 과정이 진행됩니다. 마지막으로 혐기조에서는 산소가 없어 미생물이 유기물을 분해하면서 인을 방출하고, 이후 호기조에서 인을 과잉 흡수하는 방식으로 인이 제거됩니다. 따라서 1번 보기가 각 공정의 역할을 가장 올바르게 설명하고 있습니다.

정답은 3번입니다. 호기성 미생물은 산소를 이용하여 유기물을 분해하며 에너지를 얻습니다. 3번 보기의 아질산염을 질산염으로 전환하는 과정은 호기성 미생물의 질산화 작용으로, 산소가 필수적인 호기성 반응입니다. 1번과 4번은 혐기성 또는 통성 혐기성 미생물에 의해 주로 일어나며, 2번은 혐기성 미생물에 의해 발생합니다.

정답은 4번입니다. 망간 측정 시에는 과황산칼륨으로 산화하는 것이 아니라, 과요오드산염이나 과황산염 등으로 산화시켜 과망간산 이온을 생성한 후 흡광도를 측정하는 것이 일반적인 방법입니다. 핵심 개념은 각 측정 항목에 대한 올바른 시약 및 반응 원리를 이해하는 것입니다.

**정답 이유:** 이 문제는 몰 농도와 질량 간의 관계를 이용합니다. 몰 농도(M)는 용액 1리터당 녹아있는 용질의 몰 수를 나타냅니다. 따라서 필요한 KMnO₄의 몰 수를 계산한 후, KMnO₄의 분자량(K + Mn + 4*O = 39 + 55 + 4*16 = 158 g/mol)을 곱하여 질량을 구할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **몰 농도 (M):** 용액 1L 당 용질의 몰 수 (mol/L) * **분자량:** 분자를 구성하는 원자들의 원자량 총합 (g/mol) * **몰 수:** 질량 / 분자량

유속-면적법에서 평균유속($V_m$)은 단면 내 유속 분포를 대표하는 값입니다. 수심이 0.4m 이상일 경우, 유속은 수면 근처에서 빠르고 바닥으로 갈수록 느려지는 경향을 보입니다. 따라서 평균유속은 수심의 20% 지점과 80% 지점에서의 유속을 평균한 값으로 구하는 것이 일반적입니다. 이는 유속 분포의 비대칭성을 고려하여 단면 전체의 평균적인 유속을 더 정확하게 나타내기 때문입니다.

정답은 3번입니다. 용해성 망간을 측정할 때 시료를 채취 후 즉시 여과하는 이유는 용존 상태의 망간과 침전 상태의 망간을 정확히 구분하기 위함입니다. 망간은 환경 조건에 따라 쉽게 산화되어 침전될 수 있으므로, 여과를 통해 용존 상태의 망간만을 분리해야 정확한 용해성 망간 농도를 측정할 수 있습니다.

시안화물(CN⁻) 분석 시료를 pH 12의 알칼리성으로 보관하는 이유는 **산성 조건에서 시안화물 이온(CN⁻)이 휘발성이 강한 시안화수소(HCN)로 변하여 날아가는 것을 방지하기 위함**입니다. pH 12 이상의 알칼리성 환경에서는 시안화물 이온이 안정하게 유지되어 분석 시료의 정확성을 보장할 수 있습니다.

대장균 효소이용정량법은 대장균이 특정 효소를 이용하여 기질을 분해할 때 발생하는 흡광도 변화를 측정합니다. 이 과정에서 대장균이 생성하는 효소 반응 산물이 **자외선** 영역의 빛을 흡수하는 특성을 이용하기 때문에 정답은 1번입니다. 핵심 개념은 효소 반응 산물의 **자외선 흡광도**를 이용한 정량 분석입니다.

**정답 이유:** 과망간산칼륨 용액의 농도계수는 실제 사용된 과망간산칼륨 용액의 부피를 이론적인 부피로 나눈 값입니다. 이 문제에서는 수산화나트륨 용액을 적정하는 데 사용된 과망간산칼륨 용액의 부피가 이론적인 부피보다 약간 더 많으므로, 농도계수는 1보다 약간 작게 나옵니다. **핵심 개념:** * **농도계수 (Factor):** 표준 용액의 실제 농도가 표시된 농도와 얼마나 차이가 나는지를 나타내는 값입니다. * **적정:** 농도를 알고 있는 용액(표준 용액)을 사용하여 농도를 알고자 하는 용액의 농도를 결정하는 분석 방법입니다. * **종점:** 적정에서 지시약의 색이 변하는 지점으로, 반응이 완료되었음을 나타냅니다.

"항량으로 될 때까지 건조한다"는 것은 시료에서 더 이상 수분이나 휘발성 물질이 증발하지 않아 무게 변화가 거의 없는 상태를 의미합니다. 이는 일반적으로 같은 조건에서 반복적으로 건조하고 무게를 측정하여, 전후 무게 차이가 매우 작아질 때까지 진행하는 과정입니다. 문제에서 제시된 "g당 0.3mg 이하"는 이러한 무게 변화의 허용 오차를 나타내며, 이 기준을 만족하는 데 걸리는 시간을 묻고 있습니다. 정답이 60분인 이유는, 일반적인 실험 조건에서 시료의 무게가 충분히 안정화되어 항량에 도달하는 데 60분 정도가 소요되는 경우가 많기 때문입니다.

원자흡수분광광도법으로 셀레늄을 측정할 때, 셀레늄을 휘발성이 높은 수소화셀레늄(H₂Se) 기체로 만들기 위해 환원제를 사용합니다. 보기 중 **아연 분말**은 셀레늄 이온을 환원시켜 수소화셀레늄을 효과적으로 발생시키는 환원제로 작용합니다. 따라서 전처리한 시료에 아연 분말을 주입하여 셀레늄을 측정합니다.

이 문제는 특정 금속 이온이 알칼리성 조건에서 다이에틸다이티오카르바민산 나트륨과 반응하여 생성하는 황갈색 킬레이트 화합물을 초산부틸로 추출한 후, 440nm에서의 흡광도를 측정하여 정량하는 분석법의 원리를 묻고 있습니다. 정답은 '구리'이며, 이는 구리 이온이 다이에틸다이티오카르바민산과 반응하여 생성하는 황갈색 킬레이트 화합물이 초산부틸에 잘 추출되고, 440nm에서 최대 흡광도를 나타내기 때문입니다. 따라서 자외선/가시선 분광법을 이용하여 구리를 정량하는 데 이 원리가 적용됩니다.

이 문제는 배출허용기준 적합 여부를 판정하기 위한 복수시료채취방법에 대해 묻고 있습니다. 정답은 1번으로, **총 6시간 동안 2회 시료를 채취**하는 것이 올바른 방법입니다. 이는 환경 규제에서 배출 농도의 변동성을 고려하여 대표성을 확보하기 위한 일반적인 절차를 따르기 때문입니다.

수질연속자동측정기기 설치 시 시료 채취지점은 측정 대상 수질의 대표성을 확보하는 것이 중요합니다. 정답인 2번(15)은 일반적인 수질 측정 기준에 부합하는 것으로, 하천이나 하수관거 등에서 유속이 일정하고 혼합이 잘 이루어지는 지점을 선정하여 측정의 정확성을 높이는 것을 의미합니다.

**정답 이유:** BOD 실험에서 요구되는 DO 소모량은 폐수 농도와 희석 배율에 비례합니다. 문제에서 4.0mg/L의 DO 소모를 원하고 예상 폐수 농도가 200mg/L이므로, 300mL BOD 병에 6mL의 폐수를 넣으면 (6mL / 300mL) * 200mg/L = 4mg/L의 DO 소모량을 얻을 수 있습니다. **핵심 개념:** BOD 실험은 미생물이 유기물을 분해하는 데 소비하는 산소량을 측정하는 실험입니다. DO 소모량은 폐수 농도와 실험에 사용된 폐수의 양에 따라 달라지므로, 원하는 DO 소모량을 얻기 위해 적절한 양의 폐수를 희석하여 사용해야 합니다.

3번 보기가 틀린 이유는 알칼리열이온화검출기(ATD)는 주로 질소, 황, 인을 포함하는 화합물에 대해 높은 감도를 가지지만, 함유할로겐화합물이나 함유황화물에 대한 선택성은 전자포획형검출기(ECD)가 더 뛰어나기 때문입니다. 핵심 개념은 각 검출기의 **검출 대상 화합물 종류 및 감도 특성**입니다.

유속 면적법은 하천의 단면적에 각 구간의 평균 유속을 곱하여 유량을 산정하는 방법입니다. 이 방법은 유속 분포가 비교적 균일하고 측정 단면의 형상이 일정하게 유지되는 곳에 적합합니다. 따라서 합류나 분류 지점처럼 유속 및 단면 형상이 급변하는 곳에서는 유속 면적법의 정확성이 떨어지므로 적용 범위에서 제외됩니다.

이온크로마토그래피에서 음이온 분석 시에는 **전도도 검출기**가 일반적으로 사용됩니다. 이온교환 검출기는 주로 양이온 분석에 사용되는 검출 방식입니다. 따라서 4번 보기가 틀렸습니다. 핵심은 음이온과 양이온 분석에 사용되는 검출기의 차이점입니다.

정답은 4번입니다. pH 미터 전극에 발생하는 조류나 미생물은 전극 성능을 저하시키므로 반드시 제거해야 합니다. 1, 2, 3번 보기는 pH 전극을 올바르게 관리하는 방법으로, 전극의 오염을 방지하고 정확한 측정을 유지하는 데 중요합니다. 따라서 조류나 미생물을 그대로 두는 것은 틀린 설명입니다.

4각 웨어의 유량 계산 공식은 $Q = C \times L \times H^{1.5}$ 입니다. 여기서 $Q$는 유량, $C$는 유량 계수, $L$은 웨어의 절단 폭, $H$는 수두입니다. 문제에서 주어진 값들을 공식에 대입하면 $Q = 4.8 \times 4 \times (0.5)^{1.5} \approx 13.6 m^3/초$ 입니다. 이를 분당 유량으로 환산하면 약 816 $m^3/분$ 이 됩니다. **핵심 개념:** 4각 웨어를 이용한 유량 측정은 수면의 높이(수두)와 웨어의 폭을 이용하여 유량을 계산하는 원리입니다. 유량 계수는 실제 유량과 이론 유량의 차이를 보정하는 값입니다.

이 문제는 배출허용기준 적합 여부 판정을 위한 시료 채취 시, 복수 시료 채취 방법을 예외적으로 적용하지 않는 경우를 묻고 있습니다. 정답은 3번으로, 유량이 일정하고 연속적으로 발생하는 폐수의 경우 복수 시료 채취 방법 적용이 불필요하기 때문입니다. 다른 보기들은 환경오염 사고, 기술적 어려움, 또는 간헐적인 폐수 발생 등 복수 시료 채취가 필요한 상황을 나타냅니다. 핵심 개념은 **시료 채취의 대표성 확보**이며, 복수 시료 채취는 폐수의 변동성을 고려하여 대표성을 높이기 위한 방법입니다.

정답은 2번입니다. 총질소 실험방법에서 가장 거리가 먼 것은 자외선/가시선 분광법과 활성탄흡착법을 결합한 방식입니다. 활성탄흡착법은 주로 유기물이나 색도 제거에 사용되며, 총질소 분석과는 직접적인 관련이 적습니다. 반면, 1, 3, 4번은 총질소 분석에 사용되는 일반적인 방법들입니다.

오염총량관리기본계획은 오염물질 배출량을 총량으로 관리하고 줄이는 계획입니다. 따라서 **해당 지역별 및 개발계획에 따른 오염부하량의 할당**은 총량 관리의 직접적인 내용이라기보다는, 이미 설정된 총량 목표를 달성하기 위한 수단에 해당합니다. 핵심은 '총량'과 '저감'에 초점을 맞추는 것입니다.

수질오염물질 배출허용기준은 지역의 환경 특성을 고려하여 차등 적용됩니다. 일반적으로 '나지역'과 '청정지역', '특례지역'은 이러한 지역구분에 포함되어 기준이 설정됩니다. 그러나 '다지역'은 별도의 지역 구분으로 존재하지 않으며, 다른 지역 구분과 달리 배출허용기준의 지역구분에 해당되지 않습니다.

폐수처리업자는 폐수 배출량의 **90% 이상**을 처리해야 하며, 폐수처리시설의 가동 중단 시에는 **10일 이상**의 기간 동안 처리 기준을 준수해야 합니다. 이는 환경 오염을 방지하고 공중 보건을 보호하기 위한 중요한 규정입니다. 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 3번입니다. '좋음' 등급은 용존산소가 많고 오염물질이 거의 없는 청정 상태에 가까운 생태계를 의미합니다. 이러한 수질은 일반적인 정수처리 과정을 거쳐 생활용수로 사용하기에 적합한 수준입니다. 핵심 개념은 수질의 '좋음' 등급이 생활 환경 기준상 높은 수준의 청정도를 나타내며, 이는 곧 생활용수 사용 가능성을 시사한다는 점입니다.

이 문제는 공공폐수처리시설의 유지·관리기준에 대한 질문입니다. 정답은 1번 '1년간'이며, 이는 관련 법규에서 폐수처리시설의 운영 기록 및 점검 결과를 최소 1년간 보존하도록 규정하고 있기 때문입니다. 핵심 개념은 **폐수처리시설의 운영 투명성 확보 및 문제 발생 시 신속한 대응을 위한 기록 관리의 중요성**입니다.

이 문제는 법령에서 규정하는 '기타 수질오염원'의 기준 중 틀린 것을 찾는 문제입니다. 정답은 1번으로, 취수능력 10m³/일 이상인 먹는 물 제조시설은 기타 수질오염원으로 규정되어 있지 않습니다. 기타 수질오염원은 주로 시설의 규모나 특정 활동으로 인해 수질오염을 유발할 수 있는 경우를 법적으로 규제하는 개념입니다.

정답은 2번입니다. 폐수위탁·사업장 내 처리현황 및 처리실적은 다른 항목들과 달리 **정기적인 보고보다는 필요에 따라 수시로 보고될 가능성이 높기 때문**입니다. 폐수처리업 허가, 지도단속, 기타 수질오염원 현황, 과징금 부과 실적 등은 법규에 따라 정해진 주기나 특정 사건 발생 시 보고가 이루어지는 반면, 사업장 내 처리현황은 운영상의 변화나 문제 발생 시 즉각적인 보고가 필요할 수 있습니다.

정답은 2번입니다. '수면관리자'의 정의에서 호소 관리자가 3인 이상일 경우 하천법에 따른 하천관리청이 수면관리자가 된다는 내용은 틀렸습니다. 실제 법령에서는 이러한 경우에 대한 명확한 규정이 없거나, 다른 기준이 적용될 수 있습니다. 핵심은 법령 용어의 정확한 정의를 파악하는 것입니다.

대권역 물환경관리계획은 수질오염물질의 **배출량**과 **분포 현황**, 그리고 **물 이용 현황**을 파악하여 종합적인 관리 방안을 수립하는 데 중점을 둡니다. 따라서 특정 오염원의 **확대 계획**은 계획의 직접적인 수립 대상이라기보다는, 이미 파악된 현황을 바탕으로 수립되는 후속 조치에 가깝습니다. 핵심 개념은 **현황 파악 및 종합적 관리**입니다.

폐수 배출시설 설치허가 신청 시에는 폐수 발생 공정, 원료 사용, 방지시설 설치 등에 대한 정보가 필요하므로 1, 2, 3번은 필수 첨부 서류입니다. 반면, 4번 '배출시설 설치 신고필증'은 이미 설치된 시설에 대한 신고를 증명하는 서류로, 허가 신청 시에는 제출할 필요가 없습니다. 따라서 정답은 4번입니다.

기본배출부과금 산정 시 적용되는 사업장별 부과계수는 사업장의 규모에 따라 차등 적용됩니다. 정답인 4번은 제4종 사업장(가장 작은 규모)에 적용되는 부과계수 1.1을 나타냅니다. 이는 규모가 작을수록 환경에 미치는 영향이 상대적으로 적다고 판단하여 부과계수를 낮게 적용하는 원칙을 반영한 것입니다.

**정답 이유:** 수질오염총량관리기본계획은 지역의 수질 개선을 위한 계획으로, 개발 계획이나 오염 부하량 관리 등 직접적으로 수질에 영향을 미치는 사항을 포함합니다. 반면, 측정망 관리계획은 수질 오염을 '측정'하는 방법에 관한 것으로, 총량관리기본계획의 직접적인 수립 내용보다는 조사 및 감시 체계에 해당합니다. **핵심 개념:** 수질오염총량관리기본계획은 지역의 수질 목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 구체적인 관리 방안을 담는 계획입니다. 여기에는 개발로 인한 오염 증가 예측 및 저감 대책 등이 포함되지만, 측정망 운영 계획은 계획의 직접적인 내용이라기보다는 계획 실행을 위한 지원 사항으로 볼 수 있습니다.

수질자동측정기기 부착 면제 대상에서 해제된 사업장은 해당 사유 발생일로부터 **9개월 이내**에 측정기기 및 부대시설을 설치해야 합니다. 이는 환경 규제 준수를 위한 전환 기간을 제공하는 것으로, 면제 사유 소멸 후에도 즉각적인 설치 부담을 완화하면서도 환경 오염 방지라는 목적을 달성하기 위한 조치입니다. 핵심 개념은 **"면제 해제 후 설치 의무 이행 기간"**입니다.

기본배출부과금 산정 시 청정지역 및 가 지역은 대기오염이 심각한 지역으로 간주되어, 다른 지역보다 더 높은 부과계수가 적용됩니다. 따라서 정답은 1.5이며, 이는 해당 지역의 환경 개선을 위한 추가적인 부담을 반영하는 핵심 개념입니다.

제2종 사업장의 환경기술인 자격 기준은 **수질환경산업기사 1명 이상**입니다. 이는 사업장의 규모 및 환경 관련 업무의 복잡성을 고려하여 법적으로 정해진 최소한의 전문 인력 요건입니다. 수질환경기사는 더 높은 자격 요건을 요구하며, 기능사나 단순 경력만으로는 해당 사업장의 환경 기술인으로 인정받기 어렵습니다.

오염총량초과부과금 산정 시 일일 유량을 계산할 때 적용되는 측정 유량 단위는 **L/min (리터/분)**입니다. 이는 폐수 배출량 산정의 기본 단위가 리터이며, 일일 유량을 분 단위로 측정하여 부과금 산정에 활용하기 때문입니다. 따라서 1번, 3번, 4번은 올바른 단위가 아닙니다.

정답은 4번입니다. 배수관의 기점, 종점, 합류점, 굴곡점 등에는 유출구를 설치하는 것이 맞지만, 직선 부분에 맨홀을 설치하는 간격 기준이 틀렸습니다. 맨홀은 직선 구간에서 내경의 200배 이하가 아닌, **150m 이하**의 간격으로 설치해야 합니다. 핵심 개념은 배수 설비의 구조 및 설치 기준 준수입니다.

이 문제는 방류수 수질기준 초과율에 따라 부과되는 계수를 묻고 있습니다. 정답은 2번으로, 30% 이상 40% 미만 초과 시 부과계수는 1.8이 아니라 1.6입니다. 핵심 개념은 수질 기준 초과율이 높을수록 환경 오염에 대한 책임이 커지므로 더 높은 부과계수가 적용된다는 것입니다.

폐수배출시설에서 배출되는 수질오염물질 중 부유물질량의 배출허용 기준은 지역 및 배출량에 따라 다릅니다. 문제에서 제시된 나지역, 1일 폐수배출량 2천세제곱미터 미만 기준의 경우, 부유물질량은 120mg/L 이하로 관리해야 합니다. 이는 해당 지역의 수질 보호를 위해 폐수 내 불순물 농도를 일정 수준 이하로 유지하도록 규정한 것입니다.

정당한 사유 없이 공공수역에 분뇨, 가축분뇨 등을 버리는 행위는 환경오염을 유발하는 불법 행위입니다. 이러한 행위를 한 자에 대한 벌칙은 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처해집니다. 이는 「물환경보전법」에 따른 규정으로, 공공수역의 수질 및 생태계 보호를 위한 것입니다.