개념 한 쪽
토양과 지하수 내 오염물질의 거동은 물리화학적 상수와 수리학적 현상으로 구분하여 이해해야 한다. 분배계수, 헨리상수, 분해상수 등은 물질 고유의 거동 인자이고, 이류·확산·분산 등은 이동 메커니즘을 설명하는 개념이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「오염물질의 거동특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 주요 인자 식별 | 1 | 유기오염물질 이동에 영향 주는 물성 인자 구별 |
| 인자 일반성 판단 | 1 | 흡착 관련 설명 중 특수성 여부 판단 |
| DNAPL/LNAPL 구분 | 1 | 지하수면 아래 오염운 형성 물질 식별 |
오염물질의 거동특성은 물질 자체의 물리·화학적 성질과 지하 매질 및 유체의 거동에 의해 결정된다. 물질 고유의 인자에는 옥탄올/물 분배계수(Kow)와 같은 흡착 관련 상수, 헨리상수와 같은 기액 분배 상수, 분해상수나 반감기와 같은 분해 관련 상수가 포함된다. 이러한 상수들은 오염물질이 토양 입자에 흡착되는 정도, 물과 공기 사이로 이동하는 경향, 생물학적 또는 화학적 분해 속도를 정량화한다.
이류(advection)는 지하수의 흐름과 함께 오염물질이 공극유속(pore water velocity)과 유사한 속도로 이동하는 현상으로 정의된다. 확산(diffusion)은 농도구배에 의해 분자가 자발적으로 퍼지는 현상이며, 분산(dispersion)은 매질의 불균질성과 흐름의 불균일로 인해 용질이 퍼지는 현상으로 설명한다. 이류는 유체의 운동에 직접적으로 의존하므로, 수두차와 같은 수리적 인자와 밀접하게 연결된다.
흡착은 용질이 토양 입자 표면에 정전기적 인력이나 화학적 상호작용으로 결합하는 과정이다. 음이온의 흡착은 일반적으로는 제한적이며, 주로 토양이 매우 산성이거나 철·알루미늄 산화물이 풍부한 특수 조건에서 두드러지게 나타난다. 따라서 음이온 흡착을 일반적 흡착의 결정적 인자로 단정하지 않도록 주의해야 한다.
오염물질의 밀도는 지하수 내에서의 평형 위치를 결정한다. 밀도가 물보다 낮은 경질 유기용제(LNAPL)는 지하수면 위에 떠서 오염운을 형성하고, 밀도가 물보다 높은 중질 유기용제(DNAPL)는 지하수면 아래로 침강하여 심부에 축적될 수 있다. 이 구분은 지하대수층 오염 시 오염물의 분포와 제거 전략을 판단하는 데 핵심적이다.
유기오염물질의 이동특성 문제에서는 'Kow, 헨리상수, 분해상수'와 같은 표준 물성 인자를 먼저 확인한다. 예컨대 옥탄올/물 분배계수는 흡착 경향을 나타내므로 토양에 잔류할 가능성 판단에 유용하다. 이류 관련 문항에서는 '수두차에 의한 흐름' 또는 '공극유속과 동일한 속도'라는 표현을 찾으면 정답을 고르기 쉽다.
밀도에 따른 거동 판별 예로, 트리클로로에틸렌(TCE)과 같은 DNAPL은 물보다 무거워 지하수면 아래로 가라앉아 오염원을 심부에 형성하므로, 지하수면 아래 오염운을 묻는 문제의 정답이 된다. 반면 벤젠·톨루엔 등은 LNAPL로서 지하수면 위에 머무른다는 점을 근거로 오답을 소거한다.
토양오염물질의 이동특성, 이동경로에 영향을 주는 유기오염물질의 주요 특성(인자)과 가장 거리가 먼 것은?
정답 ② · 문제는 유기오염물질의 이동특성에 영향을 주는 물성 인자들 중 관련성이 낮은 항목을 고르라는 것이다. 이동성·휘발성·기액 분포 및 분해에 영향을 주는 대표적 인자는 증기압, 헨리상수, 분해상수(분해속도) 등이며, 이들은 오염물질의 증발·기체전이·분해에 직접적인 영향을 준다.
유기오염물질의 이동특성에 영향을 주는 주요 인자는 증기압, 분해상수, 헨리상수 등이다.
토양내 유기오염물질의 이동특성과 관련된 인자(성질)로서 가장 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 토양 내 유기오염물질의 이동 특성은 주로 분해상수(반감기), 옥탄올/물 분배계수(Kow, 흡착 특성), 공기/물 분배계수(휘발성) 등에 의해 결정됩니다. '용해도적'은 토양학에서 일반적으로 사용하지 않는 용어이므로 이동특성 관련 인자와 가장 거리가 멉니다.
토양 내 유기오염물질 이동 특성은 분해상수, Kow, Kac 등으로 결정되며 용해도적은 관련이 없습니다.
오염물질이 지하대수층을 오염시킬 경우, 지하수면 아래 지배적으로 오염운을 형성하는 오염물질은?
정답 ① · 문항은 지하대수층 오염 시 지하수면 아래에서 주로 오염운을 형성하는 물질을 묻는다. 물보다 밀도가 큰 중질 비수용성 유체(DNAPL)는 지하수면 아래로 침강하므로 해당 물질이 정답이다.
중질 유기용제(DNAPL)는 물보다 밀도가 높아 지하수면 아래로 침강하여 오염운을 형성한다.
토양환경기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.