2011년 환경기능사 5회차

정답은 3번 부탄입니다. 저위발열량은 연료가 연소될 때 발생하는 열량에서 생성된 수증기의 증발 잠열을 제외한 값입니다. 일반적으로 탄소 원자 수가 많을수록 분자량이 커져 단위 질량당 더 많은 에너지를 방출하는 경향이 있습니다. 부탄은 수소, 메탄, 에탄에 비해 탄소 원자 수가 많아 저위발열량이 가장 큽니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 집진장치의 성능을 나타내는 '집진 효율' 개념을 활용하여 풀 수 있습니다. 집진 효율은 집진장치가 먼지를 얼마나 잘 제거하는지를 나타내는 지표이며, 다음과 같은 식으로 표현됩니다. 집진 효율 (%) = (입구 먼지 농도 - 출구 먼지 농도) / 입구 먼지 농도 * 100 문제에서 주어진 '먼지통 과율'은 집진 효율과 같은 의미로 사용됩니다. 따라서 집진 효율이 0.5%라는 것은 입구 먼지 농도의 0.5%만 먼지로 포집되고, 나머지 99.5%는 출구로 배출된다는 뜻입니다. **풀이 과정:** 1. **집진 효율 계산:** 먼지통 과율이 0.5%이므로, 집진 효율은 100% - 0.5% = 99.5% 입니다. 2. **입구 먼지 농도 계산:** 위에서 구한 집진 효율 공식을 이용하여 입구 먼지 농도를 계산합니다. 99.5 = (입구 먼지 농도 - 0.02) / 입구 먼지 농도 * 100 0.995 = (입구 먼지 농도 - 0.02) / 입구 먼지 농도 0.995 * 입구 먼지 농도 = 입구 먼지 농도 - 0.02 0.02 = 입구 먼지 농도 - 0.995 * 입구 먼지 농도 0.02 = 0.005 * 입구 먼지 농도 입구 먼지 농도 = 0.02 / 0.005 = 4.0 {g}/{m}^3 따라서 입구 가스 먼지 농도는 4.0 {g}/{m}^3 입니다.

황함유량 1.5%인 액체연료 20톤에는 0.3톤의 황이 포함되어 있습니다. 황은 완전연소 시 SO2로 전환되므로, 0.3톤의 황은 0.3톤의 SO2를 생성합니다. 표준 상태(Standard condition)에서 SO2의 몰 부피는 2.039 Sm³/kg이므로, 0.3톤(300kg)의 SO2는 약 611.7 Sm³의 부피를 차지합니다. 따라서 정답은 3번 210 Sm³입니다. **핵심 개념:** * **화학량론:** 반응물의 질량비를 통해 생성물의 질량을 계산하는 원리 * **표준 상태:** 온도 0°C, 압력 1 atm의 상태로, 기체의 부피를 계산하는 기준 * **황의 연소:** 황은 완전연소 시 SO2를 생성하며, 이 SO2의 양을 계산하는 것이 문제의 핵심입니다.

감압 또는 진공은 특별한 규정이 없는 한 15mmHg 이하의 압력을 의미합니다. 이는 대기압(760mmHg)보다 현저히 낮은 압력 상태를 나타내며, 일반적으로 진공 펌프 등을 사용하여 만들어집니다. 15mmHg라는 기준은 실험실이나 산업 현장에서 진공 상태를 정의하는 데 널리 사용되는 값입니다.

니트로글리세린은 분자 자체에 산소를 포함하고 있어 외부 산소 공급 없이도 연소할 수 있습니다. 이러한 연소를 **자기연소**라고 합니다. 자기연소는 물질이 분해되면서 발생하는 열과 자체 산소로 인해 연소가 지속되는 특징을 가집니다.

주어진 문제는 특정 특성을 지닌 집진장치를 묻고 있으며, 정답은 1번 '중력 집진장치'입니다. 중력 집진장치는 입자의 무게, 즉 중력을 이용하여 큰 입자를 분리하는 가장 기본적인 방식입니다. 따라서 입자가 무거울수록, 즉 중력의 영향을 더 많이 받을수록 효과적으로 포집됩니다.

정답은 3번 '공급공기량의 과량 주입'입니다. 질소산화물(NOx)은 고온에서 질소와 산소가 반응하여 생성되므로, 연소 온도를 낮추거나 산소 농도를 줄이는 것이 NOx 발생 억제에 효과적입니다. 저온도 연소, 저산소 연소, 수증기 분무는 이러한 원리를 이용하지만, 공급 공기량을 과량 주입하면 오히려 연소 온도가 높아져 NOx 발생을 증가시킬 수 있습니다.

문제에서 제시된 기호는 **이황화탄소(CS₂)**를 나타냅니다. 이황화탄소는 주로 석유화학 공업이나 레이온 섬유 제조 과정에서 발생하는 대기오염물질로, 독성이 강하고 인화성이 높은 특징을 가지고 있습니다. 따라서 정답은 2번 이황화탄소입니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 송풍기의 소요 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 다음과 같습니다. 1. **압력 손실:** 집진 장치의 압력 손실은 송풍기가 가스를 밀어내기 위해 극복해야 하는 저항을 나타냅니다. 2. **처리가스량:** 단위 시간당 송풍기가 처리하는 가스의 부피입니다. 3. **송풍기 효율:** 송풍기에 공급되는 동력 중 실제 가스에 전달되는 유효 동력의 비율입니다. **계산 과정 (간단 설명):** 먼저, 주어진 압력 손실($444 $\text{ mmH}$_2$\text{O}$$)을 압력 단위(Pa)로 변환해야 합니다. 일반적으로 $1 $\text{ mmH}$_2$\text{O}$ \approx 9.81 $\text{ Pa}$$입니다. 변환된 압력과 처리 가스량을 이용하여 송풍기가 가스에 전달해야 하는 유효 동력을 계산합니다. 유효 동력($P_{eff}$)은 다음과 같이 계산됩니다. $P_{eff} = $\text{압력}$ \times $\text{처리가스량}$$ 마지막으로, 송풍기 효율을 이용하여 송풍기에 공급되어야 하는 총 소요 동력($P_{input}$)을 계산합니다. $P_{input} = P_{eff} / $\text{효율}$$ 이 과정을 통해 계산하면 약 311 kW가 나오므로 4번이 정답입니다.

이 문제는 특정 대기 유해물질의 정의를 이해하는 것이 핵심입니다. 특정 대기 유해물질은 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있는 물질로, 법적으로 관리됩니다. 이산화황은 대기오염의 주요 원인이지만, 특정 대기 유해물질로 지정되어 관리되는 물질은 아닙니다. 반면 프로필렌 옥사이드, 석면, 벤지딘은 발암성 등 인체에 유해한 영향을 미쳐 특정 대기 유해물질로 분류됩니다.

런던형 스모그는 주로 겨울철에 석탄 연소로 인해 발생하는 대기 오염입니다. 따라서 습도와 기온이 높은 여름에 주로 발생한다는 설명은 런던형 스모그의 특징과 가장 거리가 멉니다. 런던형 스모그는 복사역전 현상과 함께 발생하며, 이로 인해 시정거리가 매우 짧아지는 특징을 보입니다.

중대류권은 지표면으로부터 약 10km에서 50km 사이의 대기층을 의미합니다. 이 고도에서는 오존층이 존재하여 태양의 자외선을 흡수하며, 제트 기류가 발달하여 대기의 수평 이동을 일으킵니다. 따라서 중대류권에 해당하는 사항으로만 옳게 나열된 보기를 선택해야 합니다.

정답은 2번 석면입니다. 석면은 단열재, 절연재 등 다양한 건축 자재에 사용되었으나, 미세한 섬유가 공기 중에 부유하여 흡입되면 폐암, 중피종 등 심각한 질병을 유발합니다. 따라서 석면은 실내 공기 오염의 주요 원인 물질 중 하나로, 건강에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.

정답은 1번입니다. 관성력 집진장치는 입자가 기류의 방향 전환 시 발생하는 관성력에 의해 벽면에 부딪혀 포집되는 원리입니다. 따라서 충돌 직전의 가스 속도가 빠르고, 방향 전환 각도가 클수록, 그리고 곡률 반경이 작을수록 입자의 관성력이 커져 미세 입자 포집에 유리합니다. 1번 보기는 이와 반대되는 설명으로 집진율 향상 조건과 옳지 않습니다.

**정답 이유:** 이 문제는 기체 농도를 질량 농도($g/Sm^3$)에서 부피 농도(ppm)로 환산하는 문제입니다. 표준상태(Standard Temperature and Pressure, STP)에서 기체의 몰 부피를 이용하여 계산합니다. **핵심 개념:** 1. **표준상태(STP)에서의 기체 몰 부피:** 표준상태(0°C, 1 atm)에서 모든 이상 기체는 약 22.4 L/mol의 부피를 차지합니다. 2. **ppm (parts per million)의 정의:** ppm은 백만 분의 일을 의미하며, 기체의 경우 보통 부피 대 부피(volume/volume) 비율로 나타냅니다. 즉, $1 ppm = 1 mL/m^3 = 1 cm^3/m^3$. 3. **분자량:** 염산(HCl)의 분자량은 약 36.5 g/mol입니다. **계산 과정 (간략화):** 주어진 농도 0.3 g/Sm³는 표준상태에서 1 Sm³ (Standard cubic meter)의 부피에 0.3 g의 HCl이 포함되어 있다는 의미입니다. 1. **질량을 몰 수로 변환:** 0.3 g HCl을 HCl의 분자량(36.5 g/mol)으로 나누어 몰 수를 구합니다. $0.3 $\text{ g}$ / 36.5 $\text{ g/mol}$ \approx 0.00822 $\text{ mol}$$ 2. **몰 수를 부피로 변환:** 표준상태에서 기체의 몰 부피(22.4 L/mol 또는 0.0224 m³/mol)를 사용하여 몰 수를 부피로 변환합니다. $0.00822 $\text{ mol}$ \times 22.4 $\text{ L/mol}$ \approx 0.184 $\text{ L}$$ 3. **부피 농도(ppm)로 환산:** 1 Sm³는 1 m³이며, 1 m³는 1,000,000 mL입니다. 계산된 부피(0.184 L = 184 mL)를 1 Sm³ (1,000,000 mL)으로 나누어 ppm 값을 얻습니다. $(184 $\text{ mL}$ / 1,000,000 $\text{ mL}$) \times 1,000,000 \approx 184 $\text{ ppm}$$ 따라서 0.3 g/Sm³의 HCl 농도는 약 184.1 ppm으로 환산됩니다.

**정답 이유:** 이 문제는 산-염기 중화 반응의 기본 원리를 이용합니다. 중화 반응에서는 산과 염기의 당량(normality)이 같아집니다. 즉, 산의 당량과 염기의 당량이 같아지는 지점에서 반응이 완결됩니다. **핵심 개념:** * **중화 반응:** 산과 염기가 반응하여 물과 염을 생성하는 반응입니다. * **노르말 농도 (N):** 용액 1리터당 용질의 당량수를 나타내는 농도 단위입니다. 당량은 물질의 분자량 또는 원자량을 그 물질의 가수로 나눈 값입니다. * **당량:** 중화 반응에서 산과 염기의 반응성을 나타내는 단위로, 산의 H+ 이온 수 또는 염기의 OH- 이온 수와 관련이 있습니다. **간단 해설:** 중화 반응에서는 산의 당량과 염기의 당량이 같아집니다. 염산의 부피와 농도를 모르지만, 중화에 사용된 수산화나트륨의 부피와 농도를 알고 있으므로, 이를 이용해 염산의 농도를 계산할 수 있습니다. 염산의 부피가 수산화나트륨의 부피의 두 배이므로, 염산의 농도는 수산화나트륨 농도의 절반인 0.2N이 됩니다.

이 문제는 폐수를 생물학적으로 처리하는 방법에 대한 질문입니다. 정답은 **4번 살수여상법**입니다. **정답 이유:** 살수여상법은 탱크에 쇄석과 같은 여재를 채우고, 그 위에 폐수를 뿌려 여재 표면에 서식하는 미생물이 유기물을 분해하도록 하는 방식입니다. 이는 보기 중 살수여상법의 정의와 정확히 일치합니다. **핵심 개념:** 살수여상법은 **고정상 미생물 처리법**의 일종으로, 미생물이 고체 지지체(여재)에 부착하여 성장하며 폐수 중 유기물을 제거하는 방식입니다.

**정답 이유:** 이 문제는 폐수 중의 6가 크롬($Cr^{6+}$)을 아황산나트륨($Na_2SO_3$)으로 환원시키는 반응에서 필요한 아황산나트륨의 이론적인 양을 계산하는 문제입니다. 핵심은 **화학량론적 계산**을 통해 반응물과 생성물의 몰 비를 이용하여 필요한 시약의 양을 구하는 것입니다. **핵심 개념:** 1. **반응식 이해:** 주어진 반응식에서 $Cr^{6+}$과 $Na_2SO_3$이 1:3의 몰 비로 반응한다는 것을 파악하는 것이 중요합니다. 즉, 1몰의 $Cr^{6+}$을 환원시키기 위해 3몰의 $Na_2SO_3$이 필요합니다. 2. **몰 질량 계산:** 각 물질의 원자량 또는 분자량을 이용하여 몰 질량을 계산합니다. 3. **농도 변환:** 폐수의 $Cr^{6+}$ 농도를 질량/부피 단위에서 몰/부피 단위로 변환합니다. 4. **화학량론적 계산:** 폐수량과 $Cr^{6+}$의 농도를 이용하여 하루에 처리해야 할 $Cr^{6+}$의 총 질량을 계산하고, 반응식의 몰 비를 적용하여 필요한 $Na_2SO_3$의 총 질량을 계산합니다.

활성슬러지 공법은 미생물을 이용하여 폐수를 정화하는 방식입니다. **연못화 현상**은 활성슬러지 공법의 직접적인 운영상의 문제점이 아니라, 오히려 슬러지가 침강하지 않고 떠다니는 현상을 지칭하는 용어입니다. 반면, 거품 발생, Floc 해체, 슬러지 부상은 활성슬러지 공법에서 흔히 발생하는 운영상의 문제점들입니다.

물의 깊이에 따른 수온 변화를 나타내는 수온성층에는 표수층, 수온약층, 심수층이 있습니다. 표수층은 햇빛을 받아 수온이 높은 표면층이고, 심수층은 수온이 낮은 깊은 곳입니다. 수온약층은 이 두 층 사이에서 수온이 급격하게 변하는 구간입니다. 보기 중 '변수층'은 수온성층을 구성하는 용어가 아니므로 해당되지 않습니다.

**정답: 3번 (20℃에서 5일간 배양)** **해설:** BOD$_5$는 5일간의 생화학적 산소 요구량을 의미하며, 일반적으로 20℃의 온도에서 측정합니다. 이 온도와 기간은 미생물의 활동을 최적화하여 유기물 분해 정도를 효과적으로 파악하기 위한 표준 조건입니다. 따라서 20℃에서 5일간 배양하는 것이 BOD$_5$ 측정의 핵심 배양 조건입니다.

정답은 2번입니다. 경도가 높은 물은 오히려 관로에 침전물을 형성하여 통수 저항을 증가시키므로 공업용수로 부적합합니다. 경도는 물에 녹아있는 칼슘(Ca²⁺)과 마그네슘(Mg²⁺) 이온의 농도를 나타내는 지표이며, 이들 이온이 많을수록 경도가 높습니다.

정답은 4번 시안 - 골연화증입니다. **정답 이유:** 페놀은 냄새를 유발하고, 인은 부영양화의 원인이 되며, 유기물은 물속 용존산소를 고갈시켜 용존산소결핍을 일으킵니다. 하지만 시안은 주로 급성 중독을 일으키며, 골연화증과는 직접적인 관련이 적습니다. 골연화증은 주로 칼슘, 인, 비타민 D 등의 부족과 관련이 있습니다.

활성슬러지법에서 미생물 성장은 온도에 민감하며, 일반적으로 온도가 10℃ 상승할 때마다 반응 속도가 2배로 증가하는 **반응 속도론의 기본 원리**를 따릅니다. 이는 **반응 속도 상수(k)**가 온도에 따라 지수적으로 증가하는 **아레니우스 식**으로 설명될 수 있으며, 35℃까지의 범위에서는 이러한 2배 증가 법칙이 잘 적용됩니다. 따라서 10℃ 증가마다 성장 속도가 2배로 증가하는 것이 일반적입니다.

혐기조는 호기성 조건과 달리 산소가 없는 환경에서 미생물이 유기물을 분해하면서 에너지를 얻기 위해 저장해두었던 인을 방출하는 역할을 합니다. 이 과정은 폐수 내 인 농도를 낮추는 데 필수적이며, 이후 호기조에서 인이 다시 흡수되어 제거되는 생물학적 인 제거 공정의 첫 단계입니다. 따라서 혐기조는 유기물 흡수와 함께 인 방출을 통해 생물학적 인 제거에 기여합니다.

스톡스 법칙에 따르면 입자의 침강 속도는 입자의 직경에 제곱에 비례합니다. 즉, 입자가 클수록 더 빠르게 침강합니다. 다른 요인들도 침강 속도에 영향을 주지만, 입자의 직경 변화가 속도에 가장 큰 영향을 미칩니다.

종말침전지의 체류시간은 침전조의 부피를 유입 폐수량으로 나누어 계산합니다. 계산 결과 4시간이 나오며, 이는 폐수가 침전조 내에 머무르는 평균 시간을 의미합니다. 따라서 정답은 2번입니다.

정답은 1번입니다. 지하수는 지표면과 달리 토양층을 통과하며 온도 변화가 완만하여 수온 변화가 심하지 않습니다. 2, 3, 4번은 지하수가 토양층을 거치면서 무기물 함량이 높아지고 지질 특성에 영향을 받으며, 깊은 곳에서는 산소 공급이 어려워 무산소 상태가 될 수 있다는 일반적인 특성을 올바르게 설명하고 있습니다.

정답은 2번 Indore 공법입니다. Indore 공법은 주로 질소 제거를 목적으로 하는 생물학적 처리 공법이며, 인 제거를 위한 특화된 단계가 부족합니다. 반면 A/O, Phostrip, bardenpho 공법은 모두 생물학적 인 제거를 위한 특정 공정(예: 혐기성 단계에서의 인 방출 및 호기성 단계에서의 과잉 섭취)을 포함하고 있어 인 제거에 효과적입니다.

정답은 3번 '용존산소과포화'입니다. 용존산소과포화는 물속에 산소가 너무 많이 녹아있는 상태로, 일반적으로 해양오염 현상과는 거리가 멉니다. 반면 적조, 부영양화, 온열배수유입은 모두 해양 생태계에 부정적인 영향을 미치는 대표적인 해양오염 현상입니다.

정답은 2번입니다. 물은 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 **비열이 매우 크고 압축성은 작습니다.** 이는 물 분자 간의 강한 수소 결합 때문에 물 분자들이 쉽게 움직이거나 압축되지 못하기 때문입니다. 따라서 물은 열을 잘 흡수하고 방출하며, 압력을 가해도 부피 변화가 거의 없는 특성을 보입니다.

이 문제는 폐수 내 유기물 양을 측정하는 화학적 산소요구량(COD)을 과망간산칼륨법으로 계산하는 문제입니다. 핵심은 바탕시험에서 사용된 과망간산칼륨 용액 양을 실제 시료에서 사용된 양에서 빼주어 유기물에 의해 소비된 과망간산칼륨의 양을 정확히 파악하는 것입니다. 이 값을 농도와 부피를 고려하여 COD 값으로 환산하면 됩니다.

레이놀즈수는 유체의 흐름 특성을 나타내는 무차원 수로, 관성력과 점성력의 비를 나타냅니다. 문제에서 제시된 보기 중 **액체의 비표면적**은 레이놀즈수 계산에 직접적으로 사용되지 않는 인자입니다. 레이놀즈수는 유체의 속도, 밀도, 특성 길이(예: 입자 지름), 그리고 점도와 같은 물리적 성질에 의해 결정됩니다.

**정답 이유:** 이 문제는 질량 보존 법칙을 이용하여 혼합 후 BOD 농도를 계산하는 문제입니다. 하천과 폐수가 혼합된 후 전체 BOD의 양은 각 지점의 BOD 양의 합과 같다는 원리를 적용합니다. **핵심 개념:** * **질량 보존 법칙:** 혼합 전후 물질의 총량은 변하지 않습니다. * **BOD 부하량:** 유량과 BOD 농도를 곱하여 계산하며, 이는 해당 지점의 BOD 총량을 나타냅니다. **간단 해설:** 하천과 폐수의 BOD 부하량을 각각 계산한 후, 두 부하량을 합산하여 전체 유량으로 나누면 혼합 후 BOD 농도를 구할 수 있습니다. 즉, (하천 BOD 부하량 + 폐수 BOD 부하량) / (하천 유량 + 폐수 유량) = 혼합 후 BOD 농도 입니다. 이 계산 결과 38.6ppm이 나옵니다.

정답은 1번 생활하수입니다. 생활하수는 인구 수와 밀접한 관련이 있어, 가장 많은 사람들이 배출하는 하수이므로 발생량이 가장 많습니다. 공장폐수, 축산폐수, 매립지 침출수 역시 중요한 오염원이지만, 생활하수만큼 광범위하게 발생하지는 않습니다.

수분 및 고형물 함량 측정은 시료를 가열하여 수분을 증발시키고 남은 고형물의 무게를 측정하는 원리를 이용합니다. 증발접시, 전자저울, 데시케이터는 이러한 과정에 직접적으로 사용되는 기구입니다. 반면, jar-테스터는 주로 식품의 점도나 물성을 측정하는 데 사용되는 기구로, 수분 및 고형물 함량 측정과는 거리가 멉니다.

탄소(C) 1몰은 약 12g이며, 완전 연소 시 이산화탄소(CO2) 1몰(약 44g)을 생성합니다. 따라서 탄소 6kg(6000g)은 약 500몰에 해당하며, 이는 500몰의 이산화탄소를 생성합니다. 500몰의 이산화탄소는 약 22kg(500몰 * 44g/몰)입니다.

이 문제는 도시의 총 쓰레기 발생량을 계산하고, 트럭의 수거 능력을 고려하여 필요한 트럭 대수를 산출하는 문제입니다. **해설:** 1. **총 쓰레기 발생량 계산:** 인구 100,000명에 1인 1일당 1kg의 쓰레기가 발생하므로, 하루 총 쓰레기 발생량은 100,000kg (100톤)입니다. 2. **필요 트럭 대수 계산:** 4.5톤 트럭 한 대가 하루에 수거할 수 있는 양은 4.5톤 (4,500kg)입니다. 따라서 하루 총 쓰레기 발생량 100,000kg을 트럭 한 대의 수거 능력 4,500kg으로 나누면 약 22.22대가 나옵니다. 3. **최소 대수 결정:** 쓰레기를 모두 수거하기 위해서는 소수점 이하를 올림해야 하므로 최소 23대의 트럭이 필요합니다. **핵심 개념:** * **총량 계산:** 전체 발생량을 구하는 능력 * **나눗셈 및 올림:** 필요한 자원을 계산하고 부족함이 없도록 올림하는 능력

정답은 4번입니다. 폐기물 발생원 대책은 폐기물이 처음부터 만들어지지 않도록 원천적으로 막는 것을 의미합니다. 1, 2, 3번은 모두 제품 생산이나 소비 과정에서 폐기물 발생량을 줄이거나 애초에 발생하지 않도록 하는 사전 예방 조치입니다. 반면 4번은 이미 발생한 폐기물을 활용하는 사후 처리 또는 재활용 방안에 해당합니다.

RDF(폐기물 유래 연료)는 에너지원으로 사용되기 때문에 **높은 열량과 낮은 수분 함량**이 중요하며, 연소 시 유해 물질 발생을 줄이기 위해 **낮은 염소 함량**이 요구됩니다. 또한, 연료로서의 성능을 일정하게 유지하기 위해 **균질성**이 필요합니다. 반면, **미생물 분해가 가능하고 재 함량이 높은 것은 RDF의 구비조건과 거리가 멉니다.**

폐기물의 3성분은 일반적으로 **수분, 회분, 가연분**을 의미합니다. 이 세 가지는 폐기물을 태웠을 때 나타나는 주요 구성 요소이며, 이를 통해 폐기물의 성질을 파악할 수 있습니다. **무연분**은 폐기물의 성분을 나타내는 일반적인 분류에 포함되지 않는 개념이므로 정답입니다.

폐기물의 저위발열량(LHV)은 고위발열량(HHV)에서 수분 응축열을 뺀 값입니다. 이 응축열은 폐기물 내 수소(H)와 수분(W)이 연소 시 수증기로 변하면서 발생하는 열로, 수소 1kg당 9kg의 수증기를 생성하고 수분 1kg은 그대로 수증기가 됩니다. 따라서 총 수증기량은 9H+W이므로, LHV = HHV - 600(9H+W)가 됩니다.

**정답 이유:** 압축비는 압축 전 부피 대비 압축 후 부피의 비율로, 밀도와는 반비례 관계입니다. 따라서 쓰레기의 밀도가 0.4 t/m³에서 0.85 t/m³으로 증가했으므로, 압축비는 0.85 / 0.4 = 2.125가 됩니다. **핵심 개념:** 압축비는 물질의 부피 변화를 나타내는 지표로, 밀도가 증가할수록 압축비는 커집니다.

슬러지 처리의 일반적인 계통도는 부피를 줄이고 안정화시킨 후, 최종 처분하기 위한 과정을 거칩니다. 따라서 슬러지의 부피를 줄이는 **농축**이 먼저 이루어져야 하며, 이후 부패를 방지하는 **안정화**, 물리화학적 성질을 개선하는 **개량**, 수분 함량을 낮추는 **탈수** 과정을 거칩니다. 마지막으로 소각 등을 통해 부피를 더욱 줄인 후 **최종 처분**하게 됩니다.

도시 생활쓰레기 수거 시 고려사항으로 가장 거리가 먼 것은 4번입니다. 쓰레기가 적게 발생하는 지점을 먼저 수거하는 것은 비효율적이며, 오히려 쓰레기 발생량이 많은 곳을 먼저 처리하여 신속한 수거와 위생 관리에 집중하는 것이 중요합니다. 핵심 개념은 **수거 효율성**과 **위생 관리**입니다.

정답은 3번 절탄기입니다. 절탄기는 연소가스의 잉여열을 이용하여 보일러로 들어가는 물을 미리 데워주는 장치입니다. 이렇게 물을 예열하면 보일러 드럼의 온도 변화가 줄어들어 열응력이 감소하고, 물을 데우는 데 사용되는 연료를 절약하여 보일러 효율을 높일 수 있습니다.

정답은 2번 (man·hour/ton)입니다. 이 단위는 폐기물 1톤을 수거하는 데 투입되는 총 노동 시간(man·hour)을 나타냅니다. 따라서 이 값이 작을수록 폐기물 수거 효율이 높다고 볼 수 있습니다. 반대로 1번 (ton/man·hour)은 1인당 시간당 수거량을 나타내므로, 이 값이 클수록 효율이 높은 것입니다. 문제에서는 '폐기물 수거 효율을 결정하고 수거작업간의 노동력을 비교하기 위한 단위'를 묻고 있으며, 일반적으로 효율은 투입 대비 산출로 평가되므로, 투입된 노동력(man·hour) 대비 산출된 폐기물량(ton)으로 표현하는 것이 일반적입니다.

그림은 매립지를 여러 칸으로 나누고 각 칸을 채워나가는 모습을 보여주므로, **셀공법**에 해당합니다. 셀공법은 매립지를 구획(셀)으로 나누어 순차적으로 매립함으로써 침출수 관리 및 안정성 확보에 유리한 공법입니다. 다른 보기들은 매립 방식이 그림과 일치하지 않습니다.

안정된 매립지에서는 유기물이 혐기성 분해되면서 메탄($CH_4$)이 가장 많이 생성됩니다. 이는 산소가 없는 환경에서 미생물이 유기물을 분해할 때 발생하는 주요 가스이기 때문입니다. 따라서 안정된 매립지에서 가장 많이 발생하는 가스는 메탄입니다.

소각로에서 완전연소를 달성하기 위해서는 세 가지 핵심 조건, 즉 3T가 충족되어야 합니다. 이 3T는 **시간(Time)**, **온도(Temperature)**, 그리고 **혼합(Mixing)**을 의미합니다. 충분한 시간 동안 고온을 유지하면서 연료와 산소가 효과적으로 혼합되어야만 불완전 연소를 방지하고 폐기물을 완전히 태울 수 있습니다. 따라서 정답은 1번입니다.

**정답 이유:** 이 문제는 쓰레기 1톤에 포함된 수분의 변화량을 계산하는 문제입니다. 처음 쓰레기의 85%가 수분이었으므로, 1톤(1000kg) 중 수분은 850kg이고 건조물은 150kg입니다. 건조 후 함수율이 25%가 되었다는 것은 전체 무게의 25%가 수분이라는 의미이며, 건조물은 변하지 않으므로 건조 후 쓰레기 전체 무게는 150kg / (1 - 0.25) = 200kg이 됩니다. 따라서 증발한 수분의 양은 처음 수분량 850kg에서 건조 후 수분량(200kg * 0.25 = 50kg)을 뺀 800kg입니다. **핵심 개념:** * **함수율:** 전체 무게에서 수분이 차지하는 비율 * **건조물:** 수분을 제외한 고형 물질의 무게 (건조 과정에서 변하지 않음) * **비중:** 물질의 밀도와 기준 물질(보통 물)의 밀도의 비 (여기서는 1.0으로 주어져 무게와 부피가 같다고 가정할 수 있음)

폐기물 분석 시료를 얻기 위한 시료 축소 방법 중 **구획법**은 전체 시료를 여러 개의 작은 구역으로 나누고, 각 구역에서 무작위로 시료를 채취하여 대표성을 확보하는 방법입니다. 이는 시료의 균일성이 낮을 가능성이 있는 폐기물 분석에서 전체 시료의 특성을 잘 반영하는 축소 시료를 얻는 데 효과적입니다. 다른 방법들은 시료의 특정 부분만을 채취하거나 특정 방식으로 혼합하는 반면, 구획법은 공간적인 분포를 고려하여 시료를 채취하는 것이 핵심입니다.

유해 폐기물의 국가 간 불법적인 교역을 통제하기 위한 국제협약은 **바젤협약**입니다. 바젤협약은 유해 폐기물의 국가 간 이동 및 처리를 규제하여 환경 및 인간 건강을 보호하는 것을 목표로 합니다. 교토의정서는 온실가스 감축, 리우협약은 생물다양성 보존, 몬트리올의정서는 오존층 파괴 물질 규제에 관한 협약입니다.

폐기물 안정화는 오염물질의 유출이나 독성을 줄여 환경에 미치는 영향을 최소화하는 과정입니다. 3번 보기의 "폐기물 내 오염물질의 용존성 및 용해성 증가"는 오히려 오염물질이 쉽게 퍼져나가게 하여 안정화의 목적과 반대되는 개념입니다. 따라서 폐기물 안정화와 거리가 먼 설명입니다.

정답은 4번입니다. 적환장이란 수집 차량의 운행 거리를 줄여 효율성을 높이기 위해 폐기물을 임시로 모아두는 장소입니다. 상업지역에서 대형 용기를 사용하면 폐기물 수집 빈도가 줄어들어 적환장의 필요성이 상대적으로 낮아집니다. 반면, 수집 및 처분 장소가 멀거나 소형 차량을 사용하거나 주택이 밀집된 지역에서는 적환장이 효율적인 폐기물 관리에 도움이 됩니다.

정답은 2번 방음벽 설치입니다. 음원대책은 소음 발생 자체를 줄이거나 억제하는 방법으로, 소음기 설치, 공명 방지, 진동 및 방사율 저감이 여기에 해당합니다. 반면 방음벽 설치는 소음이 발생한 후 전파되는 경로를 차단하는 전파경로대책에 속합니다.

소음통계레벨(L_N)은 총 측정 시간 중 N%의 시간 동안 해당 소음 레벨을 초과한다는 의미입니다. 따라서 L_N 값이 작을수록 더 오랜 시간 동안 낮은 소음 레벨이 유지됨을 나타냅니다. L_90은 90%의 시간 동안 초과하는 레벨이므로, L_10보다 더 낮은 소음 레벨을 의미합니다. 즉, L_90은 L_10보다 작은 값을 나타내야 하므로 4번이 옳지 않습니다.

음향투과율은 소리가 벽을 얼마나 통과하는지를 나타내는 비율이며, 투과손실은 소리가 벽을 통과하면서 얼마나 줄어드는지를 나타냅니다. 음향투과율이 0.1%라면, 이는 소리 에너지의 99.9%가 차단된다는 의미입니다. 투과손실은 음향투과율의 역수에 로그를 취하여 계산하는데, 0.1%의 음향투과율은 약 30dB의 투과손실에 해당합니다.

소음은 우리 몸에 다양한 생리적, 심리적 영향을 미칩니다. 1, 2, 4번 보기는 소음이 실제로 유발하는 영향들을 올바르게 설명하고 있습니다. 반면 3번 보기는 소음이 혈중 아드레날린과 백혈구 수를 감소시킨다고 했지만, 실제로는 소음은 스트레스 반응을 유발하여 **아드레날린 분비를 촉진하고 백혈구 수를 증가**시키는 경향이 있습니다. 따라서 3번이 소음의 영향으로 옳지 않은 것입니다.

다공질 흡음재료는 재료 내부에 미세한 구멍이 많아 소리가 공기 진동을 통해 구멍 속으로 들어가 마찰열로 소멸되는 원리를 이용합니다. 암면, 유리섬유, 연속기포 발포수지재료는 이러한 다공질 구조를 가지고 있어 흡음 성능이 우수합니다. 반면, 석고보드는 단단한 판재 형태로 소리가 표면에서 반사되므로 흡음재료로 분류되지 않습니다.