2012년 환경기능사 5회차

## 문제 해설 **정답:** 4번. 불완전 연소에 의한 매연 증대 **핵심 개념:** 공기비는 연료 대비 공급되는 공기의 비율을 의미합니다. 공기비가 클수록(과잉 공기) 연료는 더 완전하게 연소되는 경향이 있습니다. **해설:** * **1. 연소실내의 온도가 낮아짐:** 과잉 공기는 연소열을 흡수하여 연소실 온도를 낮춥니다. * **2. 배기가스 중 NOx양 증가:** 높은 연소 온도와 과잉 산소는 질소산화물(NOx) 생성을 촉진합니다. * **3. 배기가스에 의한 열손실의 증대:** 과잉 공기로 인해 배기가스량이 늘어나고, 이 늘어난 배기가스가 열을 더 많이 운반하여 열 손실이 커집니다. * **4. 불완전 연소에 의한 매연 증대:** 공기비가 클 경우 연료는 오히려 충분한 산소를 공급받아 **완전 연소**가 촉진되며, 따라서 매연은 **감소**하는 것이 일반적입니다. 문제에서 묻는 '거리가 먼 것'은 바로 이 부분입니다.

원심력 집진장치는 입자를 원심력으로 분리하는 장치로, 주로 3~100 마이크로미터 크기의 입자를 제거하는 데 효과적입니다. 3번 보기가 옳지 않은 이유는, 점착성이 있거나 딱딱한 입자는 원심력만으로는 효과적으로 분리되지 않아 집진 효율이 떨어지기 때문입니다. 따라서 이러한 특성의 입자에는 다른 집진 방식이 더 적합합니다.

그림에서 먼지가 포함된 기체가 방향을 급격히 바꾸면서 먼지가 관성에 의해 분리되는 것을 볼 수 있습니다. 이는 **관성력집진장치**의 원리로, 입자의 관성을 이용하여 중력이나 다른 힘보다 더 큰 힘으로 벽면에 충돌시켜 분리하는 방식입니다. 따라서 정답은 2번 관성력집진장치입니다.

후드 설치 및 흡인 요령으로 가장 적합한 것은 **1번 후드를 발생원에 근접시켜 흡인시키는 것**입니다. 핵심 개념은 **포집 효율**입니다. 오염 물질이 발생하는 지점에 후드를 최대한 가깝게 설치해야 오염 물질이 외부로 확산되기 전에 효과적으로 포집할 수 있습니다. 멀리 떨어뜨리면 포집 효율이 떨어지고 더 많은 풍량이 필요하게 됩니다.

정답은 4번입니다. 전기 집진장치는 고전압을 걸어 먼지에 전하를 띠게 한 후, 전극판에 포집하는 방식으로 작동합니다. 1번은 사이클론이 원심력을 이용하는 방식이라 여과식이 아니며, 2번은 중력 집진장치가 효율이 낮아 고효율 장치가 아닙니다. 3번은 여과 집진장치가 수분이나 점착성 먼지에 막힘 현상이 발생하기 쉬워 적합하지 않습니다.

굴뚝 연기는 주변 공기의 온도와 속도에 따라 모양이 달라집니다. 정답인 '훈증형'은 연기가 주변 공기와 섞여 희미하고 넓게 퍼져나가는 형태를 의미합니다. 이는 연기가 상승하면서 주변 공기와 혼합되어 굴뚝에서 멀어질수록 확산되는 특성을 잘 나타냅니다.

이 문제는 중유 연소 시 발생하는 황산화물($SO_2$)을 탄산칼슘($CaCO_3$)으로 제거하는 과정을 다룹니다. 핵심은 중유에 포함된 황의 양을 계산하고, 이 황이 모두 $SO_2$로 전환된다는 가정 하에 $SO_2$와 $CaCO_3$의 화학량론적 반응을 이용해 필요한 $CaCO_3$의 양을 구하는 것입니다. **정답 이유:** 1. **황의 양 계산:** 중유 5톤(5000 kg) 중 황 함량은 2.0%이므로, 황의 총량은 5000 kg * 0.02 = 100 kg입니다. 2. **$SO_2$로의 전환:** 황(S)은 원자량 약 32 g/mol이고, 황산화물($SO_2$)은 분자량 약 64 g/mol입니다. 따라서 황 100 kg은 $SO_2$ 200 kg으로 전환됩니다. 3. **$CaCO_3$와의 반응:** $SO_2$와 $CaCO_3$는 1:1 몰비로 반응합니다. $CaCO_3$의 분자량은 약 100 g/mol입니다. 따라서 $SO_2$ 200 kg을 흡수하기 위해서는 $CaCO_3$ 200 kg이 필요합니다. 따라서 시간당 200 kg의 $CaCO_3$가 필요하며, 보기 중에서 이 값과 가장 가까운 **2번 312.5 kg/hr**는 계산 오류가 있거나 문제에서 제시된 보기 자체에 오류가 있을 가능성이 높습니다. **핵심 개념:** * **화학량론:** 반응물과 생성물 간의 질량비 계산. * **원자량 및 분자량:** 물질의 양을 계산하는 데 사용되는 기본 값. * **황 함량 비율:** 연료 중 특정 성분의 질량 비율.

정답은 4번 중력 집진장치입니다. 중력 집진장치는 먼지 입자가 자체 중량으로 침강하는 원리를 이용하기 때문에 별도의 동력을 거의 사용하지 않아 동력비가 가장 적게 듭니다. 다른 집진장치들은 팬이나 펌프 등 동력을 사용하는 장치가 필수적입니다.

선택적 촉매환원법(SCR)은 질소산화물(NOx)을 질소와 물로 환원시키는 기술입니다. 이 과정에서 가장 효과적인 환원제는 암모니아(NH₃)입니다. 암모니아는 촉매 존재 하에 NOx와 반응하여 무해한 질소와 물을 생성하며, 다른 보기들은 이러한 환원 반응에 적합하지 않습니다.

정답은 1번 염소($Cl_2$)입니다. 염소는 황록색을 띠는 유독한 기체로, 물에 잘 녹아 염산과 차아염소산을 생성하며 강한 산화력과 자극성을 가지고 있습니다. 보기의 다른 물질들은 이러한 특징을 모두 만족시키지 않습니다.

**정답 이유:** 유수식 세정집진장치는 물을 분사하거나 흘려보내 먼지를 포집하는 방식으로, 분수형은 물을 분수처럼 뿜어 먼지를 제거하는 방식이므로 유수식에 해당합니다. **핵심 개념:** 유수식 세정집진장치는 물을 이용해 먼지를 제거하는 집진 방식이며, 분수형은 물을 분산시키는 형태에 따라 분류된 유수식의 한 종류입니다.

중력 집진장치의 효율은 입자가 중력에 의해 침강하는 시간을 충분히 확보하는 것이 중요합니다. 따라서 침강실의 높이가 높고 길이가 짧으면 입자가 충분히 침강하기 전에 배출될 가능성이 높아져 효율이 떨어집니다. 반대로, 균일한 기류, 낮은 처리 가스 유속, 넓은 입구폭은 입자의 침강을 돕거나 포집 면적을 넓혀 집진 효율을 높이는 조건입니다.

이 문제는 다아시-바이스바흐 공식을 사용하여 송풍관의 압력 손실을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 유체의 속도압과 관 마찰 계수가 압력 손실에 직접적으로 영향을 미친다는 것입니다. 계산 결과, 속도압의 약 2.67배에 해당하는 압력 손실이 발생하며, 이는 보기 중 8{mmH}_2{O}에 가장 가깝습니다.

**정답 이유:** 공기비(m)는 실제 연소에 사용된 공기량(A)을 이론적으로 필요한 공기량(Ao)으로 나눈 값입니다. 즉, m = A / Ao 입니다. 따라서 실제 공기량(A)을 구하기 위해 양변에 Ao를 곱하면 A = m * Ao 가 됩니다. **핵심 개념:** * **공기비(m):** 연소 시 실제 사용된 공기량과 이론적으로 필요한 공기량의 비율을 나타냅니다. m > 1 이면 과잉 공기, m < 1 이면 부족 공기, m = 1 이면 이론 공기량을 의미합니다. * **이론 공기량(Ao):** 연료를 완전 연소시키기 위해 최소한으로 필요한 공기량입니다.

섭씨온도(℃)를 절대온도(K)로 변환하려면 섭씨온도에 273.15를 더해야 합니다. 따라서 25℃는 25 + 273.15 = 298.15K가 됩니다. 문제에서 보기의 값들을 고려할 때, 가장 가까운 값은 298K입니다. 핵심 개념은 섭씨온도와 절대온도 간의 변환 관계입니다.

응집침전은 폐수 중 부유 물질을 응집시켜 침전시키는 공정으로, **수온, pH, 콜로이드의 종류와 농도**는 응집제의 효과와 콜로이드 입자의 안정성에 직접적인 영향을 미쳐 응집침전 효율을 좌우합니다. 반면, **DO(용존산소량)**는 주로 호기성 생물학적 처리 공정에서 중요한 지표이며, 응집침전 공정 자체에는 직접적인 영향을 미치지 않습니다. 따라서 DO는 응집침전 처리 시 가장 거리가 먼 인자입니다.

생물학적 방법은 미생물이 오염물질을 분해하거나 변환하는 원리를 이용합니다. 보기 중 유기물은 미생물이 에너지원으로 활용하여 분해하기 가장 적합한 물질입니다. 반면 중금속, 방사능, 시안 화합물은 생물학적 처리가 어렵거나 제한적입니다.

정답은 2번 살수여상법입니다. 살수여상법은 폐수를 여상(미생물이 부착된 충진물 층)에 살포하여 미생물이 유기물을 분해하도록 하는 생물학적 처리 방법입니다. 이는 폐수와 미생물이 접촉하는 면적을 넓혀 처리 효율을 높이는 특징을 가집니다.

**정답 이유:** BOD5는 5일 동안 소비된 BOD 값으로, 주어진 BOD 소비식 $Y=L_0(1-10^{-KI})$에 최종 BOD 값($L_0 = 200 $\text{ mg/L}$$)과 탈산소계수($K = 0.2/$\text{day}$$)를 대입하여 5일($I=5$) 후의 BOD 값을 계산하면 180 mg/L가 나옵니다. **핵심 개념:** BOD(생화학적 산소 요구량)는 물속의 유기물이 미생물에 의해 분해될 때 소비되는 산소의 양을 나타내며, BOD5는 5일 동안 소비된 BOD 값을 의미합니다. BOD 소비식은 시간에 따른 BOD 감소량을 예측하는 데 사용됩니다.

정답은 3번입니다. 물 분자는 산소 원자의 전기 음성도가 수소 원자보다 훨씬 크기 때문에 공유 결합 전자쌍이 산소 쪽으로 치우쳐 **극성**을 띠게 됩니다. 따라서 산소는 부분적인 음전하를, 수소는 부분적인 양전하를 가지며, 이러한 극성 때문에 물 분자끼리 **수소 결합**을 형성하는 것입니다.

정답은 4번 소화조입니다. 물리적 예비처리공정은 오염물질을 물리적인 힘으로 제거하는 과정인데, 스크린, 침사지, 유량조정조는 모두 이러한 물리적 원리를 이용합니다. 반면 소화조는 미생물을 이용해 유기물을 분해하는 생물학적 처리 과정에 해당하므로 물리적 예비처리공정으로 볼 수 없습니다.

페놀류는 휘발성이 있어 즉시 측정하거나 냉장 보관만으로는 정확한 측정이 어렵습니다. 따라서 4번 보기는 산성화(pH 4 이하)하여 페놀류의 휘발을 억제하고, 황산구리(CuSO₄)를 첨가하여 미생물 번식을 막아 시료의 변질을 최소화합니다. 이러한 보존 방법을 통해 최대 28일까지 페놀류를 안정적으로 보존하여 정확한 측정이 가능합니다.

**정답 이유:** HCl은 강산으로 100% 이온화하여 H⁺ 이온을 내놓습니다. 따라서 HCl 용액의 농도는 곧 H⁺ 이온의 농도와 같습니다. pH는 수소 이온 농도의 음의 로그값이므로, 0.00001M HCl 용액의 pH는 -log(10⁻⁵) = 5가 됩니다. **핵심 개념:** * **강산의 이온화:** 강산은 물에 녹으면 100% 이온화하여 수소 이온(H⁺)을 생성합니다. * **pH 정의:** pH는 수소 이온 농도([H⁺])의 음의 로그값으로 정의됩니다. (pH = -log[H⁺])

**정답 이유:** 슬러지 팽화의 주요 원인은 특정 미생물(사상성 박테리아, 균류)의 과도한 성장으로 인한 플록 구조의 변화이며, 환경 조건 악화로 인한 성장 둔화는 오히려 슬러지 팽화를 완화하는 요인이 될 수 있습니다. **핵심 개념:** * **슬러지 팽화:** 활성슬러지 공법에서 미생물 덩어리(플록)의 침전성이 나빠져 발생하는 문제입니다. * **사상성 박테리아/균류:** 플록 구조를 파괴하고 침전성을 저해하는 미생물입니다. * **슬러지 부상:** 침전된 슬러지가 떠오르는 현상으로, 질산화 및 탈질 과정과 관련이 있습니다.

콜로이드 물질은 용액과 현탁액의 중간 크기를 가지는 입자들로 이루어져 있습니다. 이 입자들은 일반적으로 0.001 마이크로미터에서 1 마이크로미터 사이의 크기를 가지며, 이 범위에 해당하는 것이 1번 보기입니다. 2번 이상의 보기들은 콜로이드보다 훨씬 큰 입자 크기를 나타냅니다.

정답은 1번 전기투석입니다. 전기투석은 이온을 선택적으로 분리하는 방법으로, 물리적으로 입자를 가라앉히거나 띄우는 고액분리 방법과는 거리가 멉니다. 부상분리, 침전, 침사지는 모두 밀도 차이를 이용해 입자를 분리하는 대표적인 고액분리 방법입니다.

우리나라 강수량 분포의 가장 큰 특징은 여름철에 강수량이 집중되어 월별 편차가 크다는 점입니다. 따라서 6월과 9월 사이에 연 강수량의 상당 부분이 내립니다. 이러한 계절적 편중은 하천수에 대한 의존도를 높이는 요인이 됩니다. 반면, 4번 보기는 우리나라의 실제 강수량 및 인구 1인당 가용수량과는 거리가 먼 설명입니다.

수중 알칼리도는 용존된 염기가 수산화 이온($OH^-$)과 탄산염($CO_3^{2-}$), 중탄산염($HCO_3^-$) 형태로 존재하며, 이들을 중화시키는 데 필요한 산의 양으로 측정됩니다. 이러한 염기의 주요 공급원 중 하나가 탄산칼슘($CaCO_3$)이기 때문에, 알칼리도의 기준 물질로 $CaCO_3$를 사용합니다. $CaCO_3$를 기준으로 알칼리도를 ppm 단위로 나타내는 것은 수질 분석에서 표준화된 방법입니다.

식품공장폐수의 생물화학적 산소요구량(BOD)은 희석된 폐수의 DO 변화를 통해 계산됩니다. 초기 DO에서 5일 후 DO를 빼면 5일 동안 소비된 산소량이 나오며, 이를 희석 배율로 곱하여 원래 폐수의 BOD를 산출합니다. 따라서 (8.6mg/L - 4.2mg/L) * 200 = 880mg/L이 됩니다.

수질오염공정시험기준에 따른 총질소 분석방법은 **자외선/가시선 분광법**입니다. 이 방법은 질소 화합물을 특정 시약과 반응시켜 발색시킨 후, 생성된 색의 흡광도를 측정하여 질소 농도를 알아내는 원리입니다. 굴절법, 당도법, 전기전도도법은 각각 물질의 굴절률, 당 함량, 이온 농도를 측정하는 방법으로 총질소 분석과는 관련이 없습니다.

NaOH의 분자량은 40 g/mol입니다. 0.04 M은 0.04 mol/L를 의미하므로, 0.04 mol/L * 40 g/mol = 1.6 g/L가 됩니다. 이를 mg/L로 환산하면 1.6 g/L * 1000 mg/g = 1600 mg/L가 됩니다. 따라서 정답은 4번입니다. 핵심 개념은 몰 농도(M)를 질량 농도(mg/L)로 변환하는 것입니다.

**정답 이유:** 활발한 분해지대는 오염물질로 인해 용존산소가 **가장 낮아지는** 구간입니다. 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 산소를 많이 소비하기 때문입니다. **핵심 개념:** 이 문제는 하천의 오염 정도에 따른 용존산소량 변화를 나타내는 "자정단계" 그래프의 특징을 이해하는 것을 묻고 있습니다. 각 단계별로 용존산소량, 생물 종류, 분해 활동 등이 어떻게 달라지는지 파악하는 것이 중요합니다.

총경도는 물 속에 녹아 있는 칼슘과 마그네슘 이온의 양을 탄산칼슘(CaCO3)으로 환산하여 나타낸 값입니다. 각 이온의 농도를 CaCO3로 환산한 후 합하면 총경도를 구할 수 있습니다. 칼슘이온은 40mg/L, 마그네슘이온은 36mg/L이므로, 이를 CaCO3로 환산하여 더하면 총경도는 250mg/L가 됩니다.

문제에서 제시된 특성이 무엇인지 알 수 없어 정확한 해설은 어렵습니다. 하지만 일반적으로 수질오염물질에 대한 문제는 특정 물질의 독성, 생물 농축성, 환경 잔류성 등과 같은 특성을 묻는 경우가 많습니다. 만약 제시된 특성이 "인체에 유해하며, 특히 신장과 신경계에 손상을 줄 수 있고, 환경에 오래 잔류하는 중금속"이라면, 보기 중 **크롬**은 이러한 특성을 일부 가질 수 있습니다. 크롬은 6가 크롬의 경우 독성이 강하고 발암 물질로 알려져 있으며, 환경에 잔류하는 특성이 있습니다. **핵심 개념:** 중금속 오염, 독성, 환경 잔류성

흡착은 물질 표면에 다른 물질이 달라붙는 현상입니다. 프로인들리히의 식은 흡착제의 표면에 흡착되는 물질의 양과 압력 또는 농도 사이의 관계를 나타내는 경험식으로, 흡착 현상을 정량적으로 설명하는 데 사용됩니다. 따라서 프로인들리히의 식이 흡착과 가장 관련이 깊습니다.

폐기물 파쇄의 주된 목적은 부피를 줄여 운반 및 매립 효율을 높이고, 입자 크기를 균일하게 하여 매립 시 침하를 방지하는 것입니다. 겉보기 밀도는 파쇄 후 폐기물이 더 빽빽하게 채워지면서 오히려 **증가**하는 경향이 있어, 겉보기 밀도 감소는 파쇄의 목적이 아닙니다.

적환장은 소형 차량으로 수거한 쓰레기를 대형 차량으로 옮겨 운반하는 중간 집하 장소입니다. 따라서 쓰레기 수거 효율성을 높이기 위해 수거 지역과 너무 멀리 떨어지지 않은 곳에 위치해야 합니다. 주요 간선도로 인접, 경제성, 환경 피해 최소화는 적환장 위치 선정 시 고려해야 할 중요한 요소입니다.

유동상 소각로의 매질은 연료와 반응하지 않고, 높은 온도에서도 견딜 수 있어야 하므로 **불활성**과 **내마모성**이 중요합니다. 또한, 유동성을 좋게 하기 위해 **작은 비중**이 요구됩니다. 반면, **낮은 융점**은 오히려 고온에서 매질이 녹아버릴 수 있어 소각로의 정상적인 작동을 방해하므로 조건이 될 수 없습니다.

## 강열감량 및 유기물함량 - 중량법 설명 **정답: 1번** **이유:** 강열감량 및 유기물함량 측정 시 시료를 탄화시키는 과정에서 황산암모늄 용액을 사용하는 것은 올바르지 않습니다. 일반적으로 시료는 직접 가열하여 유기물을 태우거나, 특정 시약을 첨가하여 분해하는 방식을 사용합니다. **핵심 개념:** * **강열감량:** 시료를 고온에서 가열했을 때 휘발성 물질이 제거되어 감소하는 무게를 의미합니다. 이는 주로 시료에 포함된 수분, 유기물, 탄산염 등의 양을 나타냅니다. * **유기물함량:** 시료에 포함된 유기물의 양을 측정하는 것으로, 강열감량 측정 과정에서 유기물이 타서 없어지는 것을 이용합니다. * **중량법:** 무게 변화를 측정하여 물질의 양을 결정하는 분석 방법입니다. 강열감량 및 유기물함량 측정은 시료의 무게 변화를 통해 이루어집니다.

**정답 이유:** 쓰레기 수거 노선 설정 시 시계 반대 방향으로 수거하는 것이 반드시 효율적인 것은 아닙니다. 오히려 도로의 형태, 교통 상황, 수거 차량의 회전 반경 등을 종합적으로 고려하여 최적의 노선을 결정해야 합니다. **핵심 개념:** 쓰레기 수거 노선 최적화는 단순히 방향을 따르는 것이 아니라, **효율성, 안전성, 경제성**을 종합적으로 고려하는 복합적인 문제입니다. U자형 회전 회피, 중복 경로 최소화, 출발점 및 도착점의 효율적 배치 등은 모두 이러한 효율성을 높이기 위한 요소입니다.

**정답 이유:** A폐기물 10m³의 총 무게는 밀도(700 kg/m³)와 부피(10 m³)를 곱하여 7000kg입니다. 가연성 물질 함유율이 50%이므로, 가연성 물질의 양은 총 무게의 50%인 3500kg입니다. **핵심 개념:** 이 문제는 **밀도와 부피를 이용한 질량 계산** 및 **비율 계산**을 핵심으로 합니다. 밀도는 단위 부피당 질량을 나타내므로, 밀도와 부피를 곱하면 해당 물질의 총 질량을 구할 수 있습니다. 또한, 주어진 비율을 통해 특정 성분의 양을 계산할 수 있습니다.

정답은 1번 표준활성처리입니다. 표준활성처리는 주로 유기성 폐수를 생물학적으로 분해하여 처리하는 방법으로, 에너지 회수나 재활용과는 거리가 멉니다. 반면 열분해, 발효, RDF(고형폐기물 연료)는 모두 폐기물을 태우거나 분해하여 에너지를 얻거나 연료로 재활용하는 처리법입니다.

이 문제는 슬러지 처리에 사용되는 특정 습식산화 공법을 묻고 있습니다. 정답은 짐머만(Zimmerman) 공법으로, 이는 200~270℃의 온도와 70atm의 높은 압력 조건에서 산소를 이용하여 슬러지 내 유기물을 효과적으로 산화시키는 특징을 가집니다. 다른 보기들은 제시된 온도 및 압력 조건과 부합하지 않거나, 짐머만 공법과는 다른 원리로 작동하는 공법입니다.

정답은 4번 박충뿌림공법입니다. 이 공법은 밑면이 개방되는 바지선에 폐기물을 적재하여 수심이 깊거나 내수 배제가 어려운 지역에 폐기물을 투하하는 방식입니다. 폐기물이 해저면에 뿌려지면서 자연스럽게 쌓이는 형태를 띠므로, 다른 공법에 비해 현장 조건의 제약을 덜 받습니다.

**정답 이유:** 헨리법칙은 기체의 용해도와 관련된 법칙으로, 매립지 내에서의 물의 이동과는 직접적인 관련이 없습니다. 매립지의 차수시설은 침출수 유출 방지, 지하수 유입 차단, 불투수성 재료 사용 등 물의 이동을 물리적으로 막는 역할을 합니다. **핵심 개념:** 차수시설은 매립지에서 발생하는 침출수가 외부로 유출되거나 외부의 지하수가 매립지로 유입되는 것을 막기 위한 시설입니다. 이는 주로 불투수성 재료를 사용하여 물리적으로 물의 이동을 차단하는 방식으로 이루어집니다.

**정답 이유:** 혐기성 비메탄 단계는 유기물이 효소에 의해 분해되는 과정으로, 이 단계에서는 메탄이 거의 생성되지 않으며 주로 수소, 이산화탄소, 유기산 등이 생성됩니다. 그림에서 Ⅱ단계는 메탄 농도가 낮고 다른 가스들의 농도가 상대적으로 높은 특징을 보여 혐기성 비메탄 단계에 해당합니다. **핵심 개념:** 폐기물 매립 후 발생하는 생성가스는 여러 단계의 생화학적 반응을 거치며, 각 단계마다 생성되는 가스의 종류와 농도가 달라집니다. 혐기성 비메탄 단계는 이러한 과정 중 유기물 분해가 시작되는 초기 단계로, 메탄 생성 이전의 중요한 전환 과정입니다.

정답은 1번 차수시설입니다. 차수시설은 매립지에서 발생하는 침출수가 외부로 유출되거나 외부의 지하수가 매립지로 유입되는 것을 막는 역할을 합니다. 이는 폐기물에서 나오는 오염 물질이 토양과 지하수를 오염시키는 것을 방지하는 핵심적인 환경 보호 시설입니다.

이 문제는 폐기물의 수분함량을 계산하는 문제입니다. 수분함량은 폐기물 전체 무게에서 수분이 차지하는 비율을 백분율로 나타낸 것입니다. **정답 이유:** 수분함량은 (초기 무게 - 건조 후 무게) / 초기 무게 * 100% 로 계산됩니다. 따라서 (250g - 200g) / 250g * 100% = 50g / 250g * 100% = 0.2 * 100% = 20% 입니다. **핵심 개념:** 수분함량은 폐기물의 성상 분석 및 처리 방법 결정에 중요한 지표로 활용됩니다.

매립시설에서 복토는 빗물 배제, 화재 방지, 폐기물 비산 방지 등 환경 오염을 막고 위생적인 관리를 위해 필수적입니다. 반면, 식물 성장을 방지하는 것은 복토의 주된 목적과는 거리가 멀며, 오히려 복토층 위에 식생을 조성하여 친환경적인 매립지 복원을 하기도 합니다. 따라서 식물 성장 방지는 복토의 목적으로 가장 거리가 먼 것입니다.

**정답 이유:** 화격자의 소각 능력은 단위 면적당 시간당 소각할 수 있는 폐기물의 양으로, 문제에서 220kg/m²ㆍhr로 주어졌습니다. 하루 8시간 동안 총 80,000kg의 폐기물을 소각해야 하므로, 하루 총 소각 능력은 80,000kg / 8시간 = 10,000kg/hr가 됩니다. 따라서 필요한 화격자 면적은 (총 소각 능력) / (단위 면적당 소각 능력) = 10,000kg/hr / 220kg/m²ㆍhr = 45.45m²로 계산됩니다. **핵심 개념:** 이 문제는 **소각 능력**과 **화격자 면적** 간의 관계를 이해하는 것이 핵심입니다. 소각 능력은 단위 면적당 시간당 처리할 수 있는 폐기물의 양을 나타내며, 화격자 면적은 실제로 폐기물을 소각하는 면적을 의미합니다. 이 둘의 관계를 통해 주어진 폐기물 양과 소각 시간을 만족시키기 위한 화격자 면적을 계산할 수 있습니다.

**정답 이유:** 무기적 고형화는 유해 폐기물을 시멘트, 석회 등 무기질 재료와 혼합하여 고체화하는 방법입니다. 이 과정은 일반적으로 복잡한 기술이나 유해 물질을 필요로 하지 않으며, 오히려 재료의 무독성과 취급 용이성이 장점입니다. 따라서 "고도의 기술이 필요하며, 촉매 등 유해물질이 사용된다"는 설명은 무기적 고형화의 특성과 맞지 않습니다. **핵심 개념:** * **무기적 고형화:** 유해 폐기물을 무기질 재료와 혼합하여 안정적인 고체 상태로 만드는 처리 방법입니다. * **특성:** 일반적으로 낮은 기술 요구, 무독성 재료 사용, 상온/상압 처리 용이성, 낮은 수용성 및 양호한 수밀성을 특징으로 합니다.

정답은 2번 '정전력'입니다. 효율적인 파쇄는 주로 파쇄 대상물에 **충격력, 전단력, 압축력**을 가하여 파괴하는 원리를 이용합니다. 정전력은 물체에 전하가 쌓여 발생하는 힘으로, 파쇄 과정에서 직접적으로 작용하는 주요 힘이 아닙니다. 따라서 효율적인 파쇄를 위한 3가지 힘에 해당되지 않습니다.

폐기물관리법령상 부식성 폐기물 중 폐산은 **수소이온 농도지수(pH)가 2.0 이하인 액체 상태의 폐기물**을 의미합니다. 이는 강산성을 띠어 금속이나 기타 물질을 부식시키는 위험성이 높기 때문에 엄격하게 관리됩니다. 따라서 pH 2.0 이하라는 기준은 폐산의 부식성을 나타내는 핵심적인 지표입니다.

하수 슬러지를 혐기성 소화하는 주된 목적은 유기물을 분해하여 슬러지의 부피와 무게를 줄이고, 메탄가스와 같은 유용한 부산물을 회수하는 것입니다. 또한, 이 과정에서 병원균의 활성을 억제하여 위생적인 처리에 기여합니다. 하지만 혐기성 소화는 독성 중금속이나 무기물을 직접적으로 제거하는 데는 효과적이지 않으며, 이는 혐기성 소화의 주된 목적과 가장 거리가 멉니다.

퇴비화는 미생물이 유기물을 분해하는 과정으로, 최적의 환경이 중요합니다. **수분 함량은 50~60%**가 적당하며, 너무 많으면 산소가 부족해져 혐기성 분해가 일어나고, 너무 적으면 미생물 활동이 저하됩니다. 또한, **pH는 5.5~8 사이의 약산성~약알칼리성**이 미생물 활동에 가장 유리합니다. 따라서 1번 보기가 퇴비화의 최적 조건을 가장 잘 나타냅니다.

음향 파워 레벨(PWL)은 기준 음향 파워 대비 음향 파워의 비율을 데시벨(dB)로 나타낸 것입니다. 음향 파워가 0.1W일 때, 이를 10$^{-12}$W의 기준 음향 파워로 나누고 10을 곱하면 10 log$_{10}$ (0.1W / 10$^{-12}$W) = 10 log$_{10}$ (10$^{11}$) = 110 dB가 됩니다. 따라서 정답은 110dB입니다.

점음원에서 발생하는 소리의 세기는 거리의 제곱에 반비례합니다. 따라서 거리가 2배 멀어지면 음압레벨은 약 6dB 감소합니다. 10m에서 100dB였던 음압레벨이 20m로 2배 멀어졌으므로, 100dB에서 6dB이 감소하여 94dB이 됩니다.

이 문제는 소음 발생원에서부터 전달되는 소음을 줄이는 방음대책을 음원대책과 전파경로대책으로 구분하는 문제입니다. **전파경로대책**은 소음이 퍼져나가는 경로 상에서 소음을 차단하거나 흡수하여 줄이는 방법입니다. 1번 '방음벽 설치'는 소음이 이동하는 경로에 물리적인 차단벽을 세워 소음의 전파를 막는 대표적인 전파경로대책입니다. 반면 2, 3, 4번은 소음이 발생하는 근원 자체를 줄이거나 제어하는 음원대책에 해당합니다.

이 문제는 음의 크기(높낮이)를 결정하는 주파수(Hz)에 관한 문제입니다. 정답은 3번 1000Hz입니다. 일반적으로 사람의 귀는 20Hz에서 20000Hz 사이의 소리를 들을 수 있으며, 숫자가 커질수록 높은 소리가 납니다. 1000Hz는 사람이 인지하기에 적절한 음의 높이를 나타내는 대표적인 값입니다.

이 문제는 **다공질 흡음재의 특징**을 이해하고 있는지 묻고 있습니다. 다공질 흡음재는 재료 내부에 미세한 구멍이 많아 소리가 공기 진동을 통해 구멍 안으로 들어가 마찰을 일으키면서 에너지 손실을 통해 흡수되는 원리를 이용합니다. 보기 1, 3, 4번은 모두 이러한 다공질 구조를 가지고 있어 흡음 성능이 뛰어납니다. 반면, 2번 비닐시트는 재료 자체가 단단하고 구멍이 없어 소리를 흡수하기보다는 반사하는 성질이 강하므로 다공질 흡음재에 해당하지 않습니다.