2014년 환경기능사 5회차

**정답 이유:** 농황산의 몰농도는 용액의 밀도, 농도, 분자량을 이용하여 계산할 수 있습니다. 주어진 정보를 바탕으로 계산하면 약 14 mol/L가 나옵니다. **핵심 개념:** * **몰농도:** 용액 1리터에 녹아 있는 용질의 몰수. * **비중:** 물질의 밀도를 기준 물질(보통 물)의 밀도로 나눈 값. * **용액의 밀도 계산:** 비중과 물의 밀도(약 1 g/mL)를 곱하여 계산합니다. * **용질의 질량 계산:** 용액의 질량에 농도(질량 백분율)를 곱하여 계산합니다. * **용질의 몰수 계산:** 용질의 질량을 분자량으로 나누어 계산합니다. * **몰농도 계산:** 용질의 몰수를 용액의 부피(리터)로 나누어 계산합니다.

이 문제는 피토우관을 이용한 유속 측정의 기본 원리를 활용합니다. 피토우관에서 측정된 동압은 유체의 속도와 직접적인 관련이 있으며, 이 관계를 통해 유속을 계산할 수 있습니다. **정답 이유:** 주어진 동압($\Delta P = 5 $\mathrm{mmH}$_2 $\mathrm{O}$$)과 공기의 비중량($\gamma = 1.3 $\mathrm{kg}$ / $\mathrm{m}$^3$)을 이용하여 실제 압력($P$)으로 변환한 뒤, 피토우관 계수($C_p = 0.85$)를 적용하여 유속($v$)을 계산하면 약 7.39 m/s가 나옵니다. **핵심 개념:** * **동압:** 유체가 흐를 때 발생하는 압력으로, 속도 에너지에 해당합니다. * **피토우관:** 유체의 정압과 전압을 측정하여 동압을 구하고, 이를 통해 유속을 계산하는 장치입니다. * **베르누이 정리:** 유체의 속도, 압력, 높이 간의 관계를 나타내는 원리로, 피토우관을 이용한 유속 측정의 근간이 됩니다.

정답은 2번 대류권입니다. 대류권은 지구 표면에서 가장 가까운 대기층으로, 우리가 살고 숨 쉬는 공간입니다. 이곳에서 기온이 고도에 따라 감소하며, 날씨 변화가 주로 일어납니다.

소각로 연소 효율을 높이려면 연료가 완전히 연소될 수 있도록 **공기, 연료, 온도의 최적화**가 중요합니다. 따라서 공기와 연료의 혼합이 좋고, 온도가 충분히 높으며, 산소가 충분히 공급되어야 연소 효율이 높아집니다. 반면, **체류시간이 짧으면** 연료가 충분히 연소될 시간을 확보하지 못해 효율이 떨어지므로 거리가 멉니다.

정답은 4번입니다. 전기집진장치는 함진가스 중의 먼지에 **-전하**를 부여하여 대전시킨 후, 양극(+)으로 끌어당겨 입자를 포집하는 방식입니다. 따라서 4번은 전기집진장치의 작동 원리에 대한 설명으로 옳지 않습니다. 나머지 보기들은 각 집진장치의 특징을 올바르게 설명하고 있습니다.

이 문제는 온실가스의 지구온난화지수(GWP)를 비교하는 문제입니다. GWP는 특정 온실가스가 이산화탄소($\rm CO_2$)에 비해 일정 기간 동안 얼마나 많은 열을 가두는지를 나타내는 지표입니다. 보기 중 $\rm SF_6$는 다른 온실가스에 비해 매우 강력한 온실 효과를 가지며, 대기 중에 오래 머무르기 때문에 GWP가 가장 높습니다. 따라서 $\rm SF_6$가 지구온난화에 가장 큰 영향을 미치는 온실가스입니다.

산성비는 주로 대기 중 이산화황(SO₂)과 질소산화물(NO₂)이 수증기와 반응하여 황산과 질산으로 변하면서 발생합니다. 이 산성 물질들이 비에 녹아 내리면 산성비가 되는 것입니다. 보기 4번의 SO₂, NO₂, HCl은 산성비의 주요 원인 물질로 올바르게 나열되었습니다.

이 문제는 대기오염물질의 종류와 그 특성을 묻는 문제입니다. 보기 중 1번 황산화물은 주로 화석 연료 연소 시 발생하며, 산성비의 주요 원인 물질로 알려져 있습니다. 따라서 제시된 문제에서 황산화물을 정답으로 선택하는 것은 적절합니다.

정답은 2번입니다. 대기오염공정시험기준에서 염소(Cl2)의 측정 방법은 주로 **산화환원 적정법**이나 **이온 크로마토그래피법**을 사용하며, 질산은 적정법은 염소 측정에 직접적으로 사용되지 않습니다. 나머지 보기들은 각 오염물질의 일반적인 측정 방법과 일치합니다.

정답은 1번 PANM입니다. PANM(Peroxyacetyl Nitrate)은 대기 중의 질소산화물(NOx)과 휘발성 유기화합물(VOCs)이 태양광 에너지에 의해 광화학적으로 반응하여 생성되는 물질입니다. 이는 광화학 스모그의 주요 원인 물질 중 하나로, 눈과 호흡기에 자극을 주는 역할을 합니다.

유해가스 처리를 위한 흡착제 선택 시, 압력손실은 낮을수록 좋습니다. 압력손실이 크면 가스 흐름을 방해하여 처리 효율을 떨어뜨리고, 추가적인 에너지 소비를 유발하기 때문입니다. 따라서 기체의 흐름에 대한 압력손실이 커야 한다는 4번 보기는 옳지 않습니다. 흡착효율, 회수 용이성, 재생 용이성은 흡착제 선택 시 중요한 고려 사항입니다.

연소 시 질소산화물(NOx) 발생을 억제하는 방법 중 옳지 않은 것은 2번입니다. NOx는 연소 온도가 높을수록 더 많이 발생하므로, 연소 온도를 높이는 것은 NOx 발생을 억제하는 방법이 될 수 없습니다. 반대로 연소 온도를 낮추거나, 과잉 공기를 줄여 저산소 연소를 유도하는 것이 NOx 발생을 줄이는 효과적인 방법입니다.

## 문제 해설 이 문제는 표준 상태(Standard Temperature and Pressure, STP)에서 $\rm HCl$의 농도를 $\rm g/Sm^3$에서 $\rm ppm$으로 환산하는 문제입니다. 핵심 개념은 표준 상태에서의 기체 몰 부피를 이용하여 질량 농도를 몰 농도로 변환하고, 이를 다시 $\rm ppm$ 단위로 나타내는 것입니다. **정답 이유:** 표준 상태에서 1몰의 기체는 22.4 $\rm L$의 부피를 차지합니다. $\rm HCl$의 몰 질량은 약 36.46 $\rm g/mol$입니다. 따라서 0.3 $\rm g/Sm^3$는 0.3 $\rm g$의 $\rm HCl$이 1 $\rm Sm^3$ (1000 $\rm L$)에 녹아있는 것을 의미합니다. 이를 몰 농도로 변환하면: $$ \frac{0.3 \text{ g}}{1000 $\text{ L}$} \times \frac{1 \text{ mol}}{36.46 $\text{ g}$} \approx 0.00000823 $\text{ mol/L}$ $$ $\rm ppm$은 백만분율을 의미하므로, 질량 기준으로 변환하면 다음과 같습니다. $$ 0.3 \frac{\text{g}}{$\text{Sm}$^3} = 0.3 \frac{\text{g}}{1000 $\text{ L}$} = 0.3 \frac{\text{g}}{10^6 $\text{ mL}$} $$ $\rm HCl$의 밀도를 약 1.639 $\rm g/L$ (표준 상태 기준)로 가정하면, $$ 0.3 \frac{\text{g}}{$\text{Sm}$^3} = 0.3 \frac{\text{g}}{1000 $\text{ L}$} \times \frac{1000 \text{ L}}{1 $\text{ m}$^3} = 0.3 \frac{\text{g}}{$\text{m}$^3} $$ $$ 0.3 \frac{\text{g}}{$\text{m}$^3} = 0.3 \frac{\text{g}}{10^6 $\text{ g (공기)}$} \times 10^6 \approx 184.1 $\text{ ppm}$ $$ 따라서 0.3 $\rm g/Sm^3$는 약 184.1 $\rm ppm$에 해당합니다. **핵심 개념:** * **표준 상태 (STP):** 기체의 부피를 비교하기 위한 기준 조건 (0°C, 1 atm). 표준 상태에서 1몰 기체의 부피는 22.4 L입니다. * **몰 질량:** 물질 1몰의 질량. * **ppm (parts per million):** 백만분율. 질량 또는 부피 기준으로 농도를 나타내는 단위입니다.

**정답 이유:** 중유의 저위발열량은 고위발열량에서 수분이 증발하는 데 필요한 잠열을 제외하여 계산합니다. 문제에서 주어진 수소 함량은 발열량 계산에 직접적으로 사용되지 않으며, 수분 함량과 수소의 연소열을 이용하여 저위발열량을 산출합니다. **핵심 개념:** * **고위발열량 (Higher Heating Value, HHV):** 연료가 연소할 때 발생하는 총 열량으로, 연소 생성물(특히 수증기)이 응축하여 발생하는 잠열까지 포함합니다. * **저위발열량 (Lower Heating Value, LHV):** 연료가 연소할 때 발생하는 열량으로, 연소 생성물(특히 수증기)이 기체 상태로 남아 잠열을 포함하지 않습니다. * **수분 증발 잠열:** 액체 상태의 물이 기체 상태의 수증기로 변할 때 흡수하는 열량입니다. **간단 해설:** 중유의 고위발열량에서 수분이 증발하는 데 필요한 잠열을 빼면 저위발열량을 얻을 수 있습니다. 수분이 1% 함유되어 있으므로, 이 수분이 연소 시 증발하면서 흡수하는 열량을 고위발열량에서 차감하면 저위발열량이 계산됩니다. 수소 함량은 직접적으로 이 계산에 사용되지 않습니다.

이 문제는 대기 중 비활성 기체의 존재 비율에 대한 지식을 묻고 있습니다. 정답은 아르곤(Ar)으로, 건조 대기 중에 약 0.93%를 차지하며 다른 비활성 기체들보다 훨씬 높은 비율로 존재합니다. 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe)은 아르곤에 비해 매우 적은 양으로 존재합니다.

Stokes의 법칙은 유체 속에서 구형 입자가 침강하는 속도를 나타내는 법칙입니다. 이 법칙에 따르면 침강 속도는 침전물의 밀도, 입경, 유체의 점성 및 밀도에 영향을 받습니다. 반면, 대기압은 Stokes의 법칙에서 직접적으로 고려되는 요소가 아니므로 침강 속도에 가장 거리가 먼 요소입니다.

수처리 시 응집제는 물속의 미세 입자를 뭉쳐 침전시키거나 여과하기 쉽게 만드는 물질입니다. 명반, 황산반토, 소석회는 이러한 응집 작용을 하는 대표적인 약품입니다. 반면 입상활성탄은 흡착제로, 물속의 유기물이나 냄새, 색깔 등을 제거하는 데 사용되며 응집과는 직접적인 관련이 없습니다.

이 문제는 포도당($C_6H_{12}O_6$)의 혐기성 분해 반응에서 생성되는 메탄($CH_4$)의 부피를 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **화학량론**과 **이상 기체 상태 방정식**입니다. 포도당 750g을 몰수로 변환하고, 혐기성 분해 반응식을 통해 생성되는 $CH_4$의 몰수를 계산합니다. 마지막으로 표준 상태에서 $CH_4$의 몰 부피(22.4 L/mol)를 이용하여 $CH_4$의 부피를 계산합니다.

포기조 내 MLSS(Suspended Solids)의 양은 포기조 용량과 부유물질 농도를 곱하여 계산합니다. 주어진 문제에서 포기조 용량은 500 m³, 부유물질 농도는 2000 mg/L입니다. 이 둘을 곱하면 500 m³ * 2000 mg/L = 1,000,000,000 mg이 됩니다. 이를 kg으로 환산하면 1,000,000,000 mg / 1,000,000 mg/kg = 1000 kg이 됩니다. 따라서 정답은 3번 1000kg MLSS입니다.

활성슬러지 공법에서 슬러지 반송의 주된 목적은 **MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)를 일정하게 유지**하는 것입니다. MLSS는 활성슬러지 공법에서 미생물의 농도를 나타내는 지표로, 슬러지를 다시 반응조로 반송함으로써 미생물 농도를 높여 유기물 제거 효율을 유지하고 안정화시키는 역할을 합니다.

수돗물을 염소로 소독하는 가장 주된 이유는 **잔류염소 효과** 때문입니다. 염소는 소독 과정에서 완전히 사라지지 않고 수돗물 속에 일정량 남아있어, 배수관을 통해 가정으로 공급되는 동안에도 미생물의 재증식을 억제하는 역할을 합니다. 이러한 잔류염소 덕분에 수돗물의 안전성이 더욱 확보됩니다.

정답은 **2. 침사지**입니다. **해설:** 침사지는 유입 폐수 속에서 모래와 같은 무거운 무기성 입자들을 가라앉혀 제거하는 시설입니다. 이는 폐수처리공정의 초기 단계에서 설비 보호 및 후속 공정의 효율성을 높이기 위해 필수적입니다. 응집조는 화학 약품을 이용해 미세 입자를 뭉치게 하고, 부상조는 공기를 불어넣어 부유물을 띄워 제거하며, 여과조는 물리적으로 입자를 걸러내는 방식입니다.

위어는 수로에 설치하여 수위를 높이거나 물의 흐름을 조절하는 구조물입니다. 이러한 구조적 특성 때문에 위어는 주로 **유량 측정**에 활용됩니다. 위어를 통과하는 물의 높이 변화를 측정하여 정확한 유량을 산출하는 것이 가능하기 때문입니다. 따라서 pH, DO, MLSS 측정과는 직접적인 관련이 없습니다.

활성슬러지법은 미생물을 이용해 하수를 정화하는 방법으로, 효율을 높이기 위해 다양한 변법이 개발되었습니다. 다단 포기법, 접촉 안정법, 장기 포기법은 모두 활성슬러지법의 운전 방식이나 처리 효율을 개선하기 위한 변법입니다. 반면, 오존 안정법은 오존을 이용해 소독하는 방법으로, 활성슬러지법과는 다른 원리로 작용하므로 변법으로 볼 수 없습니다.

임호프콘은 주로 폐수나 하천수의 침전성을 측정하는 데 사용되는 기구입니다. 임호프콘에 시료를 채취하여 일정 시간 동안 침전시킨 후, 바닥에 가라앉은 침전물의 부피를 측정함으로써 시료 내 침전 물질의 양을 파악할 수 있습니다. 따라서 임호프콘이 측정하는 항목으로 가장 적합한 것은 침전물질입니다.

SVI(Sludge Volume Index)는 슬러지 농축도를 나타내는 지표로, 슬러지 1g이 침강했을 때 차지하는 부피를 ml 단위로 나타냅니다. 반면 SDI(Sludge Density Index)는 슬러지 밀도와 관련된 지표입니다. SVI와 SDI는 서로 역수 관계에 있으며, SVI 값이 작을수록 슬러지 농축도가 높고, SDI 값이 클수록 슬러지 농축도가 높다고 해석됩니다. 따라서 SVI와 SDI의 관계식은 SVI = 100/SDI 입니다.

**정답 이유:** BOD 제거율은 (유입수 BOD - 유출수 BOD) / 유입수 BOD * 100% 로 계산됩니다. 유입수 BOD는 225 mg/L이고, 유출수 BOD는 55 ppm (mg/L와 동일)이므로, 제거율은 (225 - 55) / 225 * 100% = 170 / 225 * 100% = 약 75.56%로 계산됩니다. **핵심 개념:** BOD(생화학적 산소 요구량)는 물속에 있는 유기물이 미생물에 의해 분해될 때 소비되는 산소의 양을 나타내며, 하수처리장의 효율성을 평가하는 중요한 지표입니다. BOD 제거율은 처리 전후 BOD 값의 차이를 통해 처리장의 정화 능력을 파악하는 데 사용됩니다.

이 문제는 수질오염공정시험기준에서 사용되는 방울 수와 부피의 관계를 묻고 있습니다. 일반적으로 수질 분석에서 사용되는 적정 시약의 경우, **1mL는 약 20방울**에 해당합니다. 따라서 ㉠에는 20방울, ㉡에는 1mL가 들어가는 것이 올바른 표현입니다. 이는 시약의 정확한 양을 측정하고 분석의 신뢰도를 높이기 위한 표준화된 기준입니다.

미생물 성장 단계 중 신진 대사율이 가장 높은 단계는 **대수 성장 단계**입니다. 이 단계는 미생물이 가장 활발하게 증식하며 영양분을 섭취하고 에너지를 생산하는 시기이기 때문입니다. 따라서 세포 분열이 왕성하게 일어나며, 이는 곧 가장 높은 신진 대사율로 이어집니다.

회전 원판식 생물학적 처리시설에서 BOD 부하를 계산하는 문제입니다. BOD 부하는 단위 면적당 유입되는 BOD의 양으로, 유입 유량과 BOD 농도를 이용하여 계산할 수 있습니다. 회전 원판의 총 표면적은 원판의 지름, 매수, 양면 사용 여부를 고려하여 산출하며, 이를 통해 단위 면적당 BOD 부하를 구할 수 있습니다.

탈질 과정은 질산염({NO}_3-{N})을 최종적으로 기체 상태의 질소({N}_2)로 전환하는 미생물 활동입니다. 이 과정은 산소가 부족한 환경에서 주로 일어나며, 질소 순환에서 중요한 역할을 합니다. 따라서 탈질 과정을 거쳐 최종적으로 변환된 질소의 형태는 {N}_2입니다.

**정답 이유:** 이 문제는 산성 KMnO4법을 이용한 COD(Chemical Oxygen Demand, 화학적 산소 요구량) 측정값을 계산하는 문제입니다. COD는 폐수 속에 포함된 유기물이 산화될 때 소비되는 산소의 양을 나타내며, 폐수의 오염 정도를 나타내는 지표입니다. **핵심 개념:** 1. **KMnO4 법:** 과망간산칼륨(KMnO4)은 강력한 산화제로, 폐수 속의 유기물을 산화시킵니다. 이때 소비되는 KMnO4의 양을 측정하여 COD를 계산합니다. 2. **역가:** KMnO4 용액의 실제 농도를 나타내는 값으로, 실제 농도와 표기 농도의 비율입니다. 3. **바탕 시험:** 시료 없이 시약만으로 적정하여 시약 자체의 산화력이나 불순물로 인한 KMnO4 소비량을 보정하는 과정입니다. **계산 과정 (간략화):** * 시료 적정량에서 바탕 시험 적정량을 빼서 실제 시료에 의해 소비된 KMnO4 양을 구합니다. * KMnO4 용액의 역가를 적용하여 실제 소비된 KMnO4의 양을 보정합니다. * KMnO4의 당량과 시료의 부피를 이용하여 COD 값을 계산합니다. 이러한 과정을 거쳐 계산하면 19.6 mg/L가 나오므로 정답은 2번입니다.

이 문제는 질량 보존의 법칙을 이용하여 혼합 후 BOD 농도를 계산하는 문제입니다. 하천과 폐수의 BOD 총량을 합한 후, 혼합된 전체 유량으로 나누면 혼합 후 BOD 농도를 구할 수 있습니다. 즉, (하천 BOD 총량 + 폐수 BOD 총량) / (하천 유량 + 폐수 유량) = 혼합 후 BOD 농도 입니다. 계산 결과 38.6ppm이 나오므로 정답은 1번입니다.

레이놀즈수는 유체의 흐름 특성을 나타내는 무차원 수로, 유체의 관성력과 점성력의 비율을 나타냅니다. 레이놀즈수는 유체의 점성계수에 반비례하므로, 점성계수가 클수록 레이놀즈수는 작아져 층류에 가까워집니다. 따라서 정답은 1번 액체의 점성계수입니다.

염소 살균 과정에서 물속에 존재하는 유기물과 염소가 반응하면 클로로페놀과 같은 소독 부산물이 생성됩니다. 이러한 클로로페놀은 매우 낮은 농도에서도 물에 불쾌한 맛과 냄새를 유발하는 주요 원인입니다. 따라서 염소 살균 시 물맛과 냄새 문제는 클로로페놀 생성과 직접적인 관련이 있습니다.

퇴비화의 장점으로 가장 거리가 먼 것은 '높은 비료 가치'입니다. 퇴비화는 폐기물을 재활용하고 낮은 에너지 소모와 초기 시설 투자비를 특징으로 하지만, 일반적인 화학 비료에 비해 비료 성분 함량이 낮아 '높은 비료 가치'는 퇴비화의 주요 장점이라고 보기 어렵습니다.

폐기물 적환장은 수집된 폐기물을 대형 차량으로 옮겨 1차 처분장까지 운반하는 중간 집하 장소입니다. 따라서 폐기물 처분장소가 멀리 떨어져 있거나(1번), 소형 차량을 사용할 때(2번), 또는 주택 밀집 지역처럼 폐기물 발생량이 분산될 때(3번) 적환장이 필요합니다. 반면, 상업 지역에서 대형 수거용기를 사용한다면(4번) 폐기물 집하량이 많아 적환장의 필요성이 상대적으로 낮아집니다.

**정답 이유:** 먼저 쓰레기의 총 무게를 계산해야 합니다. 쓰레기의 양(4000 $$\mathrm{m}$^3$)에 밀도(1.2 $$\mathrm{ton}$ / $\mathrm{m}$^3$)를 곱하면 총 4800 $$\mathrm{ton}$$의 쓰레기가 있음을 알 수 있습니다. 이 총 무게를 차량 한 대의 적재 용량(8 $$\mathrm{ton}$$)으로 나누면 필요한 차량 대수를 구할 수 있습니다. 4800 $$\mathrm{ton}$$ / 8 $$\mathrm{ton/대}$$ = 600대 입니다. **핵심 개념:** 이 문제는 **부피, 밀도, 질량의 관계**와 **나눗셈**을 활용하여 해결합니다. 부피와 밀도를 곱하여 총 질량을 구하고, 총 질량을 단위 질량으로 나누어 필요한 개수를 계산하는 것이 핵심입니다.

이 문제는 쓰레기의 밀도와 성분 비율을 이용하여 타는 성분의 질량을 계산하는 문제입니다. 먼저 쓰레기 전체의 질량을 구하고, 타는 성분의 비율을 곱하여 타는 성분 물질의 양을 계산합니다. **핵심 개념:** * **밀도:** 질량을 부피로 나눈 값 ($$\text{밀도}$ = \frac{\text{질량}}{$\text{부피}$}$) * **비율:** 전체에서 특정 부분이 차지하는 정도 **풀이 과정:** 1. **쓰레기 전체 질량 계산:** * 밀도 = 400 kg/m³ * 부피 = 8 m³ * 쓰레기 전체 질량 = 밀도 × 부피 = 400 kg/m³ × 8 m³ = 3200 kg 2. **타는 성분 물질의 양 계산:** * 타는 성분 비율 = 100% - 60% (안타는 성분 비율) = 40% = 0.4 * 타는 성분 물질의 양 = 쓰레기 전체 질량 × 타는 성분 비율 = 3200 kg × 0.4 = 1280 kg 3. **단위 변환:** * 1 ton = 1000 kg * 1280 kg = 1.28 ton 따라서 정답은 **1.28 ton**입니다.

유동상 소각로에서 유동상 매질은 고온에서 물질을 연소시키므로, **높은 융점**을 가져야 합니다. 융점이 낮으면 매질 자체가 녹아버려 소각로의 정상적인 작동을 방해하게 됩니다. 따라서 융점이 낮은 것은 유동상 매질이 갖추어야 할 특성과 거리가 멉니다.

**정답 이유:** 소각로의 소각 능력은 단위 면적당 시간당 소각할 수 있는 쓰레기의 양을 나타냅니다. 문제에서 주어진 소각 능력은 120 kg/m²·h이며, 하루 8시간 가동 시 12000 kg의 쓰레기를 소각해야 합니다. 따라서 필요한 화격자 넓이는 총 소각량(12000 kg)을 시간당 총 소각량(120 kg/m²·h * 8 h)으로 나누어 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **소각 능력:** 단위 면적당 시간당 소각할 수 있는 쓰레기의 양 (kg/m²·h) * **총 소각량:** 소각해야 하는 쓰레기의 총량 (kg) * **총 소각 시간:** 소각로가 가동되는 총 시간 (h) **계산:** 1. **시간당 총 소각량:** 120 kg/m²·h * 8 h = 960 kg/m² 2. **필요한 화격자 넓이:** 12000 kg / 960 kg/m² = 12.5 m²

화격자 연소기는 폐기물을 이동시키며 연소시키는 방식이므로, 2번 보기의 "체류시간이 짧고 교반력이 강하여 수분이 많은 폐기물의 연소에 효과적이다"라는 설명은 화격자 연소기의 특징과 거리가 멉니다. 오히려 수분이 많은 폐기물은 체류시간이 길고 충분한 열이 공급되어야 효과적으로 연소될 수 있습니다.

용매추출법에서 용매는 추출하고자 하는 유해 물질을 잘 녹이면서도, 물과는 잘 분리되어야 효율적인 처리가 가능합니다. 따라서 **분배계수가 낮으면** 유해 물질이 용매로 잘 추출되지 않아 **선택성이 낮아지므로** 바람직하지 않습니다. 나머지 보기들은 용매 회수 및 분리 효율을 높이는 데 중요한 기준이 됩니다.

## 정답 이유 및 핵심 개념 설명 **정답: 2번** **이유:** 매립가스 생성 과정의 제2단계는 산소가 고갈되어 혐기성 조건이 형성되는 것은 맞지만, 이때 **질소가스가 발생하기 시작하는 것은 아닙니다.** 질소는 매립가스 생성 초기 단계에서부터 존재하며, 이후에도 크게 변동하지 않습니다. 메탄가스 생성은 제2단계부터 시작됩니다. **핵심 개념:** * **매립가스 생성 과정:** 매립지에서 유기물이 분해되면서 발생하는 가스로, 주로 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)로 구성됩니다. 이 과정은 일반적으로 4단계로 구분됩니다. * **단계별 특징:** 각 단계는 산소 존재 여부, 미생물 활동, 온도 변화 등에 따라 특징적인 반응이 일어납니다. 제1단계는 호기성 분해, 제2단계는 혐기성 분해 시작, 제3단계는 메탄 생성 활발, 제4단계는 안정화 단계를 거칩니다.

이 문제는 1인당 하루 쓰레기 발생량을 계산하는 문제입니다. 먼저 총 쓰레기 발생량을 총 인구와 총 일수로 나누어 1인당 1일 쓰레기 발생량을 구합니다. 이를 계산하면 220,000,000 kg / (550,000명 * 365일) = 약 1.1 kg/인/일이 됩니다. 따라서 정답은 1번입니다.

정답은 2번 바젤 협약입니다. 바젤 협약은 유해 폐기물의 국경 간 이동 시 당사국 간의 사전 통보 및 동의 절차를 의무화하여, 유해 폐기물의 불법 거래 및 부적절한 처리를 방지하는 것을 목표로 합니다. 이는 유해 폐기물의 국제적 이동을 통제하고 환경 및 인간 건강을 보호하기 위한 중요한 국제 규범입니다.

짐머만 공법은 액상 슬러지에 열과 압력을 가하여 용존 산소를 이용해 유기물을 산화시키는 **습식 산화** 방식입니다. 이 과정은 고온, 고압 조건에서 슬러지 내 유기물을 직접 산화시켜 부피를 줄이고 안정화하는 효과를 가집니다. 따라서 보기 중 가장 적합한 답은 2번 습식 산화입니다.

이 문제는 도시 생활쓰레기 수거 시 효율성을 높이기 위한 고려사항을 묻고 있습니다. 정답인 4번은 쓰레기가 적게 발생하는 지점을 먼저 수거하는 것이 효율적이라는 일반적인 수거 방식과는 거리가 있습니다. 핵심 개념은 **쓰레기 수거의 효율성 증대**이며, 이는 **수거 경로 최적화**와 **시간 관리**를 통해 달성됩니다. 따라서 쓰레기 발생량보다는 수거 동선과 시간을 고려하는 것이 더 중요합니다.

소각로에서 완전연소를 달성하기 위한 3T 조건은 **시간(Time), 온도(Temperature), 혼합(Mixing)**입니다. 이 세 가지 요소가 충분히 갖춰져야 연료가 산소와 효과적으로 반응하여 불완전 연소를 최소화하고 완전연소를 이룰 수 있습니다. 따라서 정답은 1번입니다.

폐기물에서 철분을 회수하는 가장 효율적인 방법은 **자석선별**입니다. 철은 자성을 띠기 때문에 강력한 자석을 이용하면 다른 물질과 쉽게 분리할 수 있습니다. 따라서 파쇄 여부와 관계없이 폐기물에 자석을 통과시키면 철 성분만 달라붙어 회수가 가능합니다.

우리나라 성인 1인당 1일 분뇨 발생량은 일반적으로 0.9~1.1L 범위로 추정됩니다. 이는 개인의 식습관, 생활 습관 등에 따라 다소 차이가 있을 수 있지만, 분뇨수거 및 처분 계획 수립 시 가장 현실적이고 보편적인 기준이 됩니다. 따라서 0.9~1.1L가 가장 적합한 평균 범위입니다.

문제는 연소의 종류를 묻고 있으며, 정답은 '분해연소'입니다. 분해연소는 고체가 열을 받아 분해되면서 발생하는 가연성 가스가 공기와 혼합되어 연소하는 방식입니다. 즉, 고체 자체보다는 고체가 분해되어 생성된 기체가 연소의 주체가 되는 것이 핵심 개념입니다.

폐기물 파쇄는 주로 물질을 부수는 과정으로, 압축력, 전단력, 충격력이 작용하여 폐기물을 분쇄합니다. 압축력은 누르는 힘, 전단력은 엇갈리게 미는 힘, 충격력은 순간적으로 강하게 때리는 힘으로 파쇄에 직접적으로 기여합니다. 반면 수평력은 물체를 옆으로 이동시키는 힘으로, 폐기물을 파쇄하는 직접적인 메커니즘과는 거리가 멀어 가장 거리가 먼 힘으로 볼 수 있습니다.

스크린 선별은 폐기물 처리 과정에서 큰 이물질을 제거하거나 유용한 재료를 분리하는 데 사용됩니다. 트롬멜 스크린은 회전하면서 폐기물을 선별하는 회전식 스크린의 한 종류이지, 진동식 스크린과는 구분됩니다. 따라서 진동 스크린의 형식에 해당한다는 설명은 사실과 거리가 멉니다.

유기물의 혐기성 소화는 산소가 없는 환경에서 미생물이 유기물을 분해하는 과정입니다. 이 과정에서 주로 메탄, 이산화탄소, 유기산, 알코올 등이 생성됩니다. 산소는 혐기성 소화 과정에 필요한 조건이 아니며, 오히려 산소의 존재는 혐기성 미생물의 활동을 저해합니다. 따라서 혐기성 소화 분해 시 발생되는 물질로 거리가 먼 것은 산소입니다.

이 문제는 음향 파워 레벨(PWL)을 계산하는 문제입니다. 음향 파워 레벨은 기준 음향 파워(일반적으로 $10^{-12}$ W) 대비 특정 음향 파워의 비율을 데시벨(dB) 단위로 나타낸 것입니다. 주어진 음향 파워 0.2 W를 사용하여 PWL을 계산하면 약 113 dB이 됩니다. 이는 음향 파워 레벨이 음향 파워의 로그 스케일 표현임을 보여주는 핵심 개념입니다.

**정답 이유:** 내이는 소리를 전기 신호로 변환하는 역할을 하며, 이소골은 중이에 위치하여 음의 전달을 돕지만 증폭은 주로 중이에서 이루어집니다. **핵심 개념:** * **내이:** 소리를 전기 신호로 변환하는 달팽이관(와우)과 평형감각을 담당하는 반고리관 등으로 구성됩니다. * **중이:** 고막에서 전달된 진동을 이소골(망치뼈, 모루뼈, 등자뼈)을 통해 증폭하여 내이로 전달하는 역할을 합니다. * **음의 전달:** 외이(귓바퀴, 외이도)에서 모인 소리가 고막을 진동시키고, 이 진동이 중이의 이소골을 거쳐 내이의 림프액을 흔들어 소리 신경 신호로 변환됩니다.

**정답 이유:** 음향투과율(τ)은 소리가 벽을 통과하는 비율을 나타내며, 투과손실(TL)은 소리가 벽을 통과하면서 얼마나 줄어드는지를 데시벨(dB) 단위로 나타냅니다. 이 둘의 관계는 다음과 같은 공식으로 표현됩니다. $TL = 10 \log_{10} (1/\tau)$ 문제에서 음향투과율이 0.1% (0.001)이므로, 이 값을 공식에 대입하면 다음과 같습니다. $TL = 10 \log_{10} (1/0.001) = 10 \log_{10} (1000) = 10 \times 3 = 30dB$ 따라서 투과손실은 30dB입니다. **핵심 개념:** * **음향투과율 (τ):** 소리가 재료를 통과하는 비율 (0 ~ 1 사이의 값) * **투과손실 (TL):** 소리가 재료를 통과하면서 감소하는 정도 (dB 단위) * **로그 함수:** 투과율과 투과손실의 관계를 나타내는 데 사용되는 수학적 함수

소음계에서 음압을 전기신호로 변환하는 핵심 구성요소는 **마이크로폰**입니다. 마이크로폰은 음파의 압력 변화를 감지하여 이를 전기적 신호로 바꾸는 역할을 합니다. 다른 보기들은 신호 처리 과정에서 사용되는 장치들이므로 음파를 전기신호로 직접 변환하는 기능과는 관련이 없습니다.

정답 1번은 흠음재료 선택 및 사용상 유의점과 거리가 멉니다. 다공질 재료는 소리를 흡수하는 성질이 있는데, 표면을 얇은 직물로 피복하면 오히려 흡음 효과를 저해할 수 있습니다. 따라서 흠음재료의 특성을 이해하고 올바르게 사용하는 것이 중요합니다.