2015년 환경기능사 4회차

정답은 3번 '복사역전'입니다. 복사역전은 밤에 지표면이 복사 냉각되면서 그 위에 있는 공기층이 아래보다 온도가 높아지는 현상입니다. 이는 지표면 가까이 찬 공기가 머물고 위쪽으로 갈수록 따뜻해지는 대기 불안정 상태를 만듭니다.

정답은 4번입니다. 대기권 중 성층권에는 지상 20~30km 사이에 오존층이 존재하며, 이 오존층은 태양으로부터 오는 유해한 자외선을 흡수하여 지구 생명체를 보호하는 중요한 역할을 합니다. 보기 1, 2, 3은 대류권과 성층권의 기온 변화 및 높이에 대한 설명이 잘못되었습니다.

전기 집진장치는 고온의 가스도 처리할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 다른 집진 방식에 비해 높은 온도에서도 성능 저하가 적기 때문입니다. 따라서 350°C 정도의 고온 가스 처리가 가능하다는 4번이 전기 집진장치의 옳은 특성입니다.

중력식 집진장치는 입자의 중력 침강을 이용하므로, 가스 속도가 느릴수록 입자가 침강할 시간이 충분해져 효율이 높아집니다. 따라서 침강실 내 처리가스 속도가 빠르면 미립자 포집이 어렵습니다. 핵심 개념은 **중력 침강 속도**와 **체류 시간**입니다.

유해가스 제거를 위한 흡수법에서 흡수액은 유해가스를 효과적으로 흡수해야 하므로, **흡수능력과 용해도가 커야 합니다.** 이는 흡수액이 유해가스를 잘 녹여 제거하는 능력이 뛰어나야 함을 의미합니다. 나머지 보기는 흡수액의 효율성과 안전성에 반하는 조건들입니다.

원심력 집진장치는 먼지가 포함된 기체를 회전시켜 원심력으로 먼지를 분리하는 장치입니다. 정답 4번은 응집성이 강한 먼지에 병렬 연결을 사용하는 것이 효율을 높이는 방법이 아니라고 설명합니다. 오히려 응집성이 강한 먼지는 병렬 연결 시 먼지가 뭉쳐 제대로 분리되지 않고 집진장치 내부를 막을 수 있어 효율을 저하시킵니다. 핵심 개념은 원심력 집진장치의 작동 원리와 먼지 특성에 따른 적절한 연결 방식입니다.

오존층을 파괴하는 물질은 주로 염소나 브롬 원자를 포함하고 있어 성층권의 오존 분자를 분해합니다. 보기 1, 3, 4번은 모두 이러한 오존 파괴 물질에 해당합니다. 반면, 황화수소(H₂S)는 주로 대기 하층에서 황산화물로 산화되어 산성비의 원인이 되지만, 오존층 파괴와는 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 오존층 파괴와 거리가 먼 것은 황화수소입니다.

충전탑 충진물의 구비조건으로 옳지 않은 것은 '충진 밀도가 작아야 한다'입니다. 충진물은 접촉 면적을 넓혀 물질 전달 효율을 높여야 하므로, 단위 부피당 충진물이 차지하는 밀도가 높을수록 좋습니다. 나머지 보기들은 충진물의 효율적인 기능을 위한 올바른 구비조건입니다.

이 문제는 공기비를 계산하는 문제입니다. 공기비는 실제 공급된 공기의 양을 이론적으로 필요한 공기의 양으로 나눈 값입니다. 연소 반응에서 연료가 완전히 연소하는 데 필요한 이론적인 산소량을 계산하고, 이를 바탕으로 이론적인 공기량을 산출해야 합니다. 주어진 문제에서는 메탄, 이산화탄소, 산소의 조성비를 이용하여 이론적인 공기량을 계산하고, 실제 공급된 공기량과 비교하여 공기비를 구합니다.

정답은 2번 열섬 현상입니다. 도시 지역의 공장, 자동차, 냉난방 시설 등에서 발생하는 인공적인 열이 주변보다 도시의 온도를 높여 마치 섬처럼 뜨거워지는 현상을 말합니다. 이로 인해 따뜻한 공기가 상승하고 주변의 차가운 공기가 도시로 유입되면서 대기 오염 물질이 도시 상공에 갇히는 결과를 초래합니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 부피 단위인 ppm(백만분율)을 질량 단위인 mg/Sm³으로 변환하는 문제입니다. 핵심 개념은 **이상기체 상태 방정식**을 이용하여 기체의 몰 부피를 구하고, 이를 통해 ppm을 질량 농도로 환산하는 것입니다. 표준 상태(0°C, 1 atm)에서 기체 1몰의 부피는 22.4 L(또는 0.0224 Sm³)임을 이용하면, 아황산가스(SO₂)의 분자량(64 g/mol)을 곱하여 mg/Sm³ 단위로 쉽게 계산할 수 있습니다. **간단 해설:** ppm은 부피 비율을 나타내므로, 질량 농도로 변환하기 위해서는 해당 물질의 분자량과 표준 상태에서의 기체 몰 부피를 알아야 합니다. 아황산가스(SO₂)의 분자량은 64 g/mol이고, 표준 상태에서 기체 1몰은 22.4 L의 부피를 차지합니다. 이를 이용하여 0.02 ppm의 아황산가스가 1 Sm³ 안에 얼마나 질량으로 존재하는지 계산하면 약 0.057 mg/Sm³이 됩니다.

**정답 이유:** 중유의 저위발열량은 고위발열량에서 수분이 증발하는 데 필요한 잠열을 빼서 계산합니다. 수분 함량이 낮으므로 잠열의 영향이 크지 않아 고위발열량과 유사한 값을 가집니다. **핵심 개념:** * **고위발열량 (Higher Heating Value, HHV):** 연소 시 발생하는 모든 열을 포함한 발열량으로, 연소 생성물인 수증기가 액화되면서 방출하는 잠열까지 포함합니다. * **저위발열량 (Lower Heating Value, LHV):** 연소 시 발생하는 열 중 수증기가 기체 상태로 남아 증발하는 데 필요한 잠열을 제외한 발열량입니다. * **잠열:** 물질의 상태 변화(예: 액체에서 기체로)가 일어날 때 흡수되거나 방출되는 열입니다.

헨리법칙은 기체의 용해도를 다루는 법칙으로, 기체와 용매 사이의 상호작용이 약할수록 잘 적용됩니다. 보기 중 산소($O_2$)는 비극성 분자로 물과의 상호작용이 약하여 헨리법칙이 가장 잘 적용됩니다. 반면 염산(HCl), 이산화황($SO_2$), 불화수소(HF)는 극성 분자이거나 물과 강하게 반응하여 헨리법칙의 이상적인 적용 범위를 벗어납니다.

이 문제는 송풍기 소요 동력을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 송풍기 동력은 유량, 압력 손실, 효율에 비례한다는 것입니다. 계산 과정은 먼저 압력 손실을 Pa 단위로 변환하고, 유량과 압력 손실을 곱한 후, 효율로 나누어 송풍기 소요 동력을 구합니다. 정답은 311kW입니다.

정답은 1번 불소 및 그 화합물입니다. 불소는 매우 반응성이 높은 원소로, 도자기나 유리 표면의 규소와 반응하여 부식을 일으키는 성질이 있습니다. 이러한 성질을 이용하여 알루미늄 제조 시 산화알루미늄을 녹이는 데 사용되며, 인산비료 제조 공정에서도 활용됩니다.

이 문제는 BOD(생물학적 산소 요구량) 부하량에 따라 필요한 공기량을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 BOD 부하 1g당 100L의 공기가 필요하다는 점입니다. 하수 1000L/day에 BOD가 100mg/L이므로, 총 BOD 부하량은 100g/day가 됩니다. 따라서 필요한 공기량은 100g/day * 100L/g = 10000L/day이며, 이를 m³로 환산하면 10m³/day가 됩니다.

이 문제는 미생물이 생존하는 데 필요한 산소 조건에 관한 것입니다. 정답은 3번 '혐기성'으로, 이는 산소가 없는 환경에서 생존하거나 성장하는 미생물을 의미합니다. 핵심 개념은 미생물의 산소 요구도에 따라 호기성(산소 필요)과 혐기성(산소 불필요)으로 구분된다는 점입니다.

부상은 침전보다 느리거나 가벼운 입자를 효과적으로 분리할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 부상 시 입자에 공기를 부착시켜 부력을 증가시키기 때문입니다. 따라서 침전으로는 분리가 어려운 미세하거나 밀도가 낮은 오염물질을 제거하는 데 부상이 더 적합합니다.

호기성 상태에서 유기질소는 미생물에 의해 **질화(nitrification)** 과정을 거쳐 분해됩니다. 이 과정은 먼저 유기질소가 **암모니아성 질소**로 전환되는 **암모니아화(ammonification)**로 시작됩니다. 이후 암모니아성 질소는 아질산균에 의해 **아질산성 질소**로, 다시 질산균에 의해 **질산성 질소**로 산화됩니다. 따라서 정답은 3번입니다.

스톡스 법칙은 유체 속에서 구형 입자가 침강하는 속도를 설명하는 법칙입니다. 1차 침전지는 유입된 폐수에서 부유 물질을 침강시켜 제거하는 공정으로, 입자의 크기와 밀도 차이에 따라 침강 속도가 달라지는데, 이는 스톡스 법칙의 원리와 직접적으로 관련됩니다. 따라서 1차 침전지가 스톡스 법칙이 가장 잘 적용되는 공정입니다.

폐수처리 여과공정에서 여재는 물 속의 부유물질을 걸러내는 역할을 합니다. 모래, 무연탄, 규조토는 모두 다공성 물질로, 미세한 입자들을 효과적으로 포집하는 데 사용됩니다. 반면, 유리는 일반적으로 이러한 여과 목적에 적합한 다공성이나 흡착 능력을 갖추고 있지 않아 여재로 사용되기 어렵습니다.

**정답 이유:** 문제에서 주어진 정보는 다음과 같습니다. * BOD 배출량: 500명당량 * 폐수 유량: 50 m³/d * 1인당 하루 BOD 배출량: 50 g 이 정보를 이용하여 BOD 농도를 계산하면 다음과 같습니다. 1. **총 BOD 배출량 계산:** 500명당량 * 50 g/명당량 = 25,000 g 2. **폐수 유량을 리터(L)로 변환:** 50 m³ * 1000 L/m³ = 50,000 L 3. **BOD 농도 계산:** 25,000 g / 50,000 L = 0.5 g/L = 500 mg/L 따라서 공장 폐수의 BOD 농도는 500 mg/L입니다. **핵심 개념:** * **BOD (Biochemical Oxygen Demand, 생화학적 산소 요구량):** 물속에 있는 유기물이 미생물에 의해 분해될 때 소비되는 산소의 양을 나타내는 지표로, 수질 오염도를 평가하는 데 사용됩니다. * **인구당량 (Population Equivalent, P.E.):** 특정 오염원의 BOD 배출량을 표준 1인당 BOD 배출량으로 나누어 환산한 값입니다. 즉, 1인구당량은 표준 1명이 하루에 배출하는 BOD 양과 같습니다. * **BOD 농도:** 단위 부피당 포함된 BOD의 양으로, 일반적으로 mg/L 또는 g/m³로 표시됩니다. 이 문제는 BOD 배출량, 폐수 유량, 1인당 BOD 배출량 정보를 이용하여 BOD 농도를 계산하는 문제입니다. 인구당량 개념을 이해하고, 단위 변환을 정확하게 수행하는 것이 중요합니다.

폐수가 산성일 때 이를 중화시키기 위해서는 염기성 물질이 필요합니다. 보기 중 염산과 황산은 산성이므로 적합하지 않으며, 염화나트륨은 중성입니다. 따라서 폐수의 산성을 제거하기 위한 약품으로는 염기성 물질인 수산화나트륨이 가장 적절합니다.

흡착은 제거 대상 물질이 흡착제의 표면에 물리적 또는 화학적으로 부착되는 현상으로, 폐수처리에서 활성탄을 이용한 물리적 흡착이 대표적이며 냄새나 색도 제거에도 효과적입니다. 하지만 질소나 인 제거에는 다른 고도처리 방법이 더 유효하므로, 3번 설명이 흡착의 일반적인 특성과는 거리가 멉니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 활성슬러지 공법에서 요구되는 공기 공급량을 계산하는 문제입니다. 핵심은 유입되는 폐수량과 BOD 농도를 이용하여 처리해야 할 총 BOD를 계산하고, 이를 단위 BOD당 필요한 공기량으로 곱하여 총 공기 공급량을 산출하는 것입니다. **간단 해설:** 1. **총 BOD 부하량 계산:** 유입 유량($7570 $\mathrm{m}$^3/$\text{day}$$)과 평균 유입 BOD($150 $\mathrm{mg}$/$\mathrm{L}$$)를 곱하여 하루 동안 처리해야 할 총 BOD 양을 계산합니다. 2. **총 공기 공급량 계산:** 계산된 총 BOD 부하량에 문제에서 주어진 단위 BOD당 요구 공기량($28.3 $\mathrm{m}$^3/$\mathrm{kg}$ \rm BOD$)을 곱하여 하루 동안 필요한 총 공기량을 구합니다. 3. **단위 변환:** 최종적으로 하루 단위의 공기량을 분 단위로 변환하여 답을 얻습니다.

활성슬러지 공법에서 2차 침전지 슬러지를 포기조로 반송하는 주된 목적은 **포기조 내 요구되는 미생물 농도를 적절하게 유지하기 위해서**입니다. 반송슬러지에는 폐수 처리에 중요한 역할을 하는 활성 미생물이 풍부하게 포함되어 있어, 이를 포기조로 되돌려 미생물 군집을 유지하고 폐수 처리 효율을 높입니다. 이는 마치 식물을 잘 자라게 하기 위해 영양분이 풍부한 흙을 다시 사용하는 것과 같습니다.

독립침전영역에서 스토크스의 법칙은 입자의 침전 속도가 유체의 밀도, 유체의 점도, 입자의 지름에 의해 결정된다고 설명합니다. 입자의 용해도는 침전 속도 자체에 직접적인 영향을 미치지 않으므로 거리가 먼 인자입니다.

물 속에 녹아 경도를 유발하는 물질은 주로 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg) 이온입니다. 철(Fe) 이온도 일부 경도를 유발할 수 있습니다. 칼륨(K)은 알칼리 금속으로 물에 잘 녹지만, 경도를 유발하는 주된 이온이 아니므로 정답입니다.

폐수에 명반(황산알루미늄)을 첨가하면 pH 변화에 따라 알루미늄 이온이 수산화 이온과 반응하여 불용성의 **수산화알루미늄(Al(OH)₃)** 침전물을 형성합니다. 이 침전물은 폐수 중의 부유 물질을 흡착하고 뭉쳐서 침전시키므로, 응집침전의 핵심 원리가 됩니다. 따라서 정답은 4번 수산화알루미늄입니다.

혐기성 소화조의 완충 능력은 산성 물질이 유입되었을 때 pH 변화를 얼마나 잘 억제하는지를 나타냅니다. 알칼리도(Alkalinity)는 용액 내에 존재하는 염기성 물질의 총량을 의미하며, 이는 pH 변화를 완충하는 데 직접적인 역할을 합니다. 따라서 혐기성 소화조의 완충 능력을 표현하는 데 가장 적합한 것은 알칼리도입니다.

수질오염공정시험기준에서 감압 또는 진공의 기준으로 15mmHg 이하를 정하고 있습니다. 이는 시험 과정에서 불필요한 증발이나 물질의 변성을 막아 정확한 분석 결과를 얻기 위함입니다. 따라서 15mmHg 이하의 진공 상태를 유지하는 것이 핵심 개념입니다.

박테리아는 일반적으로 수분 함량이 70~80% 정도로, 1번 보기의 60% 수분은 옳지 않습니다. 박테리아는 다양한 모양(2번), 단세포 미생물로서 유기물 섭취(3번), 그리고 일반적인 화학조성식(4번)은 박테리아의 특징으로 올바르게 설명됩니다. 핵심 개념은 박테리아의 일반적인 구성 성분 비율입니다.

침사지의 유효길이는 침사지 내에서 침전물이 충분히 가라앉을 수 있는 시간을 확보하기 위해 결정됩니다. 문제에서 주어진 수면적부하와 유효수심을 이용하여 침사지 내 체류 시간을 계산할 수 있습니다. 이 체류 시간과 수평 유속을 곱하면 침사지의 유효길이를 구할 수 있으며, 이는 18.4m가 됩니다.

팽화 현상은 주로 미생물 군집의 불균형으로 인해 발생하며, 이는 슬러지 침강성을 저하시켜 처리 효율을 떨어뜨립니다. 1, 2, 3번은 미생물 성장에 부정적인 영향을 주어 팽화 현상을 유발할 수 있는 직접적인 원인입니다. 반면, 4번의 질소와 인은 미생물의 필수 영양분으로, 오히려 적절한 농도로 유입될 경우 미생물 성장을 촉진하여 팽화 현상의 원인과는 거리가 멉니다.

침전지나 농축조에 설치된 스크레이퍼는 침전된 슬러지를 바닥으로 모아 배출하기 위해 사용됩니다. 보기 4번이 이를 가장 잘 설명하며, 이는 침전 과정에서 발생하는 슬러지를 효율적으로 제거하는 핵심적인 역할을 합니다. 스크레이퍼는 슬러지를 부상시키거나 혼합하는 기능은 없으며, 스컴 방지보다는 슬러지 제거에 직접적인 목적이 있습니다.

다르시 법칙은 지하수의 유동 속도가 투수 계수와 동수 경사에 비례한다고 설명합니다. 문제에서 주어진 투수 계수(0.5 cm/sec)와 동수 경사(2)를 곱하면 유출 속도를 구할 수 있습니다. 따라서 0.5 cm/sec * 2 = 1.0 cm/sec가 되어 정답은 2번입니다.

이 문제는 폐기물공정시험기준에서 특정 용기에 대한 설명을 파악하는 문제입니다. 정답은 4번 밀폐용기이며, 이는 외부로부터 유해물질의 침입이나 내부 물질의 누출을 막아주는 용기를 의미합니다. 문제에서 제시된 설명이 이러한 밀폐의 기능을 나타내므로 밀폐용기에 해당합니다.

## 폐기물 유기성 고형화 설명 해설 **정답 2번**은 유기성 고형화의 특징과 거리가 멉니다. **핵심 개념:** * **유기성 고형화:** 유기물을 이용하여 폐기물을 고화시키는 방법으로, 일반적으로 **미생물 분해에 취약**합니다. * **무기성 고형화:** 시멘트 등 무기물을 이용하여 폐기물을 고화시키는 방법으로, **미생물 및 자외선에 대한 안정성이 높습니다.** **따라서, 유기성 고형화는 미생물 및 자외선에 대한 안정성이 강하다는 설명과 가장 거리가 멉니다.**

혐기성 소화법과 비교했을 때, 호기성 소화법은 산소가 필요한 미생물이 유기물을 분해하므로 **상징수(처리 과정에서 재순환되는 물)의 BOD 농도가 낮고 운영이 비교적 단순**합니다. 따라서 상징수의 BOD 농도가 높고 운영이 복잡하다는 설명은 호기성 소화법의 특징과 거리가 멉니다.

**정답 이유:** 이 문제는 슬러지의 함수율 변화에 따른 체적 변화를 계산하는 문제입니다. 핵심은 슬러지의 고형물 질량은 일정하다는 점을 이용하는 것입니다. **핵심 개념:** 1. **함수율:** 슬러지 전체 질량에서 수분이 차지하는 비율입니다. 2. **고형물 질량 보존:** 탈수 과정에서 수분만 제거되므로, 슬러지 내 고형물의 질량은 변하지 않습니다. 3. **체적 계산:** 고형물 질량과 비중을 이용하여 고형물의 체적을 구하고, 여기에 수분 체적을 더해 총 슬러지 체적을 계산합니다. **간단 해설:** 원래 슬러지의 고형물 질량을 계산한 후, 탈수 후 수분 함량에 맞춰 고형물의 질량과 비중을 이용해 탈수 슬러지의 고형물 체적을 구합니다. 마지막으로, 탈수 후 슬러지의 수분 함량을 고려하여 최종 체적을 계산하면 16m³가 됩니다.

정답은 3번 절탄기입니다. 절탄기는 연소가스의 폐열을 이용하여 보일러로 들어가는 물을 미리 데워줍니다. 이렇게 물을 예열하면 보일러 드럼에 가해지는 급격한 온도 변화를 줄여 열응력을 감소시키고, 물을 데우는 데 사용될 연료를 절약하여 보일러 효율을 높이는 효과가 있습니다.

해안매립공법은 바다나 호수 등 수면 아래의 땅을 메워 육지로 만드는 기술입니다. 보기 중 순차투입공법은 매립하고자 하는 구역에 흙이나 모래를 여러 번에 나누어 투입하여 점진적으로 매립하는 방식으로, 해안매립에 주로 사용되는 공법입니다. 다른 보기들은 주로 토목 공사나 지반 개량에 사용되는 공법으로 해안매립과는 직접적인 관련이 적습니다.

매립지에서 유기물이 혐기성 분해되는 과정은 여러 단계를 거치는데, 가장 마지막에 일어나는 단계는 **메탄 생성 단계**입니다. 이 단계에서는 메탄 생성균이 앞선 단계에서 생성된 유기산을 이용하여 메탄가스를 생성합니다. 따라서 메탄 생성 단계는 유기물 분해의 최종 산물 생성과 관련된 가장 늦은 과정이라고 할 수 있습니다.

폐기물 오염 시료 축소 방법은 대표적인 시료를 얻기 위해 전체 시료를 줄이는 과정입니다. 구획법, 교호삽법, 원추사분법은 모두 시료를 균일하게 섞고 대표성을 확보하는 데 사용되는 방법입니다. 반면, 사등분법은 시료를 단순히 4등분하는 방식으로, 시료의 균일성이나 대표성을 보장하기 어렵기 때문에 폐기물 오염 측정 시료 축소 방법으로 거리가 멉니다.

폐기물 열분해는 산소가 부족한 환경에서 폐기물을 가열하여 가스, 액체, 고체 연료를 얻는 과정입니다. 보기 4번은 저온 열분해의 온도를 잘못 설명하고 있습니다. 저온 열분해는 일반적으로 500℃ 이하에서 이루어지며, 1100~1500℃는 고온 열분해에 해당합니다.

**정답 이유:** 공기비는 실제 공급된 공기량을 이론적으로 필요한 공기량으로 나눈 값입니다. 문제에서 공기비가 1.1이므로, 실제 공급된 공기량은 이론 공기량에 공기비를 곱하여 계산할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **이론 공기량:** 연료를 완전히 연소시키기 위해 필요한 최소한의 공기량입니다. * **공기비:** 실제 공급된 공기량을 이론 공기량으로 나눈 값으로, 연소 시 공기가 얼마나 충분히 공급되었는지를 나타냅니다. 공기비가 1보다 크면 과잉 공기, 1보다 작으면 부족 공기 상태입니다. **해설:** 이론 공기량이 10 Sm³/kg이고 공기비가 1.1이므로, 실제로 공급된 공기량은 10 Sm³/kg * 1.1 = 11.0 Sm³/kg이 됩니다. 따라서 정답은 4번입니다.

이 공법은 **습식 산화**입니다. 습식 산화는 고온·고압의 물 속에서 유기물을 산소로 산화시키는 방법으로, 슬러지 내 유기물을 효과적으로 분해하여 부피를 줄이고 안정화시키는 데 사용됩니다. 보기 중 다른 공법들은 이러한 고온·고압 조건에서 공기 산화를 일으키는 특징을 갖지 않습니다.

부패조는 혐기성 미생물에 의해 유기물을 분해하는 방식으로, **고부하 운전에는 적합하지 않습니다.** 오히려 낮은 처리효율과 냄새 발생이라는 단점을 가지고 있습니다. 특별한 설비 없이 비교적 간단하게 설치 및 유지관리가 가능하다는 장점이 있지만, 이는 처리 효율과는 별개의 문제입니다.

유동층 소각로에서 유동상 매질은 쓰레기를 효과적으로 연소시키기 위해 뜨거운 공기와 함께 유동해야 합니다. 따라서 매질은 **비중이 너무 크면 유동성이 떨어져 원활한 순환이 어렵기 때문에** 옳지 않은 특성입니다. 나머지 보기는 유동층의 안정적인 작동과 효율적인 연소를 위해 필요한 특성들입니다.

폐수 슬러지를 혐기성 소화하는 주된 목적은 유기물 분해를 통한 슬러지 안정화, 유용한 부산물 생산, 병원균 사멸 등입니다. 따라서 슬러지의 무게와 부피를 증가시키는 것은 혐기성 소화의 목적과 거리가 멉니다. 오히려 혐기성 소화는 슬러지의 부피를 감소시키는 효과가 있습니다.

이 문제는 쓰레기 수거량, 인부 수, 작업 시간 등을 바탕으로 인부 1인당 연간 작업량을 계산하여 MHT(Man-Hour-Ton, 인시톤)를 구하는 문제입니다. **정답 이유:** 1. **총 작업 시간 계산:** 1년 작업일수(310일)에 1일 작업시간(8시간)을 곱하면 1인당 연간 총 작업시간이 나옵니다. 2. **인부 1인당 연간 수거량 계산:** 총 쓰레기 수거량(1,792,500톤)을 총 인부 수(5,450명)로 나누어 1인당 연간 수거량을 구합니다. 3. **MHT 계산:** 1인당 연간 수거량을 1인당 연간 총 작업시간으로 나누면 MHT가 계산됩니다. 이 값을 계산하면 약 7.54가 나옵니다. **핵심 개념:** * **MHT (Man-Hour-Ton):** 특정 작업량(톤)을 처리하는 데 필요한 인부의 총 작업 시간(인시)을 나타내는 단위입니다. 즉, 1톤의 쓰레기를 수거하는 데 몇 시간의 인부 작업이 필요한지를 나타냅니다. * **단위 환산 및 비율 계산:** 주어진 정보를 바탕으로 단위(톤, 명, 시간, 일)를 적절히 환산하고 비율을 계산하여 최종 값을 도출하는 것이 중요합니다.

적환장의 설치 위치로 옳지 않은 것은 '주요 간선도로와 떨어진 곳'입니다. 적환장은 수거된 쓰레기를 모아 더 큰 차량으로 옮기는 곳이므로, **수송 효율성**을 높이기 위해 주요 간선도로와 가까운 곳에 위치해야 합니다. 이는 쓰레기 수송 거리와 시간을 단축하여 **경제성**을 확보하고, **수거 지역 중심**에 위치하여 접근성을 높이는 것과 맥락을 같이 합니다. 또한, **환경 피해 최소화**는 기본적인 고려사항입니다.

슬러지 혐기성 소화 과정에서 미생물은 유기물을 분해하여 메탄가스를 생성합니다. 이 과정에서 초기 단계에는 복잡한 유기물이 **유기산**으로 분해됩니다. 이후 유기산은 다시 미생물에 의해 메탄가스와 이산화탄소로 전환됩니다. 따라서 ( ) 안에 들어갈 말은 유기산입니다.

매립시설에서 복토는 폐기물 덮개를 통해 빗물 유입을 막아 침출수 발생을 줄이고(1), 폐기물 자체의 발화나 외부 요인으로 인한 화재를 예방하며(2), 바람에 폐기물이 날리는 것을 막아 환경오염을 방지하는(4) 중요한 역할을 합니다. 반면, 복토의 목적에는 식물 성장을 방지하는 것이 포함되지 않으며, 오히려 식물 성장을 유도하여 매립지를 녹화하는 경우도 있습니다.

**정답 이유 및 핵심 개념:** 이 문제는 쓰레기의 총 질량을 계산한 후, 비가연성 성분의 비율을 이용하여 가연성 물질의 질량을 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 **질량 = 체적 × 밀도**와 **중량비**입니다. **간단 해설:** 1. 쓰레기의 총 질량을 계산합니다. (체적 8 m³ × 밀도 400 kg/m³ = 3200 kg) 2. 비가연성 성분이 중량비로 60%이므로, 가연성 성분은 40%를 차지합니다. 3. 따라서 가연성 물질의 양은 총 질량의 40%인 3200 kg × 0.40 = 1280 kg이며, 이를 톤으로 환산하면 1.28 ton이 됩니다.

정답은 3번 음파입니다. 종파는 파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 나란한 파동을 의미합니다. 음파는 공기나 물과 같은 매질에서 압축과 팽창이 반복되며 전달되기 때문에 종파에 해당합니다. 반면 물결파, 전자기파, 지진파의 S파는 파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직인 횡파에 속합니다.

투과손실량은 투과계수($T$)를 이용하여 $10 \log_{10}(1/T)$ dB로 계산됩니다. 투과계수가 0.001일 때, 투과손실량은 $10 \log_{10}(1/0.001) = 10 \log_{10}(1000) = 10 \times 3 = 30$ dB가 됩니다. 따라서 정답은 30dB입니다.

이 현상은 **도플러 효과** 때문입니다. 도플러 효과는 파동을 발생시키는 물체나 관찰자가 움직일 때 파동의 진동수가 다르게 측정되는 현상입니다. 발음원이 다가올 때는 음파가 압축되어 더 높은 진동수, 즉 고음으로 들리고, 멀어질 때는 음파가 늘어나 더 낮은 진동수, 즉 저음으로 들립니다.

정답은 4번입니다. 인간이 느끼는 진동가속도의 범위는 0.01~10Gal보다 훨씬 넓으며, 10Gal은 이미 상당한 수준의 진동으로 인지되는 값입니다. 진동 감각은 진동수, 상대적 변위, 가속도 등 다양한 요인에 복합적으로 영향을 받으며, 특히 특정 주파수 대역에서 민감도가 달라집니다.

정답은 4번입니다. 고체음은 물체 자체의 진동으로 발생하며, 이를 줄이기 위해서는 진동의 원인이 되는 가진력을 억제하는 것이 효과적입니다. 반면, 방사면 증가 및 공명 유도는 오히려 소음이 더 잘 퍼지거나 증폭될 수 있어 고체음 대책으로는 부적절합니다. 기류음은 유체(공기 등)의 흐름으로 발생하며, 밸브의 다단화나 관의 곡률 완화는 유체의 난류를 줄여 소음 발생을 억제하는 방법입니다.