개념 한 쪽
토양과 지하수 내 오염물질의 거동은 물리화학적 인자와 유체역학적 메커니즘으로 설명한다. 유기오염물질의 휘발성·분배성·분해성 등은 이동 경로와 제거 가능성을 결정하고, 지하수 내에서는 이류와 기계적 분산 등이 주요 수송 기작으로 작용한다. 토양의 물리·화학적 성질은 확산과 처리 효율에 큰 영향을 미치므로 이들 관계를 명확히 이해한다.
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출제기준 단원 「오염물질의 이동 및 저감방안」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유기물 거동 인자 판별 | 1 | 유기오염물질을 설명하는 물리화학적 인자를 가려내기 |
| 지하수 수송 기작 구별 | 1 | 공극유속과의 관계로 용질 수송 메커니즘을 판정하기 |
| 토양 물성 영향 소거 | 1 | 오염 확산·처리에 영향이 적은 토양 성질을 고르기 |
유기오염물질의 토양 내 거동은 그 물질의 물리화학적 특성으로 설명한다. 대표적 인자로는 증기압·헨리상수(기체·액체 간 분배)·옥탄올/물 분배계수(Kow)·분해상수 등이 있으며, 이들 값으로 휘발성, 흡착성, 생분해성 등을 예측한다. 반면 자료에서 제시된 '용해도적' 같은 비표준 용어는 유기오염물질의 표준 인자로 보기 어렵다.
지하수 내 용질 수송의 기본 메커니즘 가운데 이류(advection)는 유체의 평균 이동에 따라 용질이 공극유속과 같은 속도로 이동하는 현상이다. 분산(dispersion)은 속도 불균일과 공극 구조로 인한 용질의 기계적 혼합을 가리키며, 기계적 분산계수는 평균선속도와 분산도를 곱한 관계(D = α v)로 표현한다.
토양 성질은 오염물질의 확산 및 처리에 직접적인 영향을 미친다. 유기물 함량은 흡착 및 분해에, pH와 알칼리도는 화학적 변동성과 용해도에, 투수계수는 이동 속도에 영향을 준다. 반면 토양 입자의 경도는 구조적 특성에는 관계하지만 오염물질의 화학적 확산이나 처리에는 상대적으로 영향이 적다.
상 변화와 평형 법칙의 적용도 중요하다. 헨리의 법칙은 기체와 액체 사이의 평형을 다루므로, 가스상 물질이 수중으로 용해되는 경우에 적용한다. 따라서 기체-액체 상 전이 상황에서 헨리상수를 이용해 분배 거동을 설명할 수 있다.
문제에서 유기오염물질의 거동 관련 인자를 묻는 경우 증기압·헨리상수·분해상수·옥탄올/물 분배계수와 같은 물리화학적 상수를 떠올려야 한다. 보기에 '용해도적'처럼 비표준 용어가 나오면 이를 정답으로 소거한다. 지하수 내 이동 기작을 묻는 문항에서는 '공극유속과 같은 속도'라는 표현이 있으면 이류를 선택한다. 기계적 분산과 관련된 문항에서는 분산계수의 관계가 곱셈(D=αv)임을 기준으로 잘못된 식을 골라낸다.
토양오염은 오염물질의 특이성에 따라 다르게 나타난다. 유기오염물질의 특성인자와 가장 거리가 먼 것은?
정답 ② · 문항은 유기오염물질의 거동을 결정하는 물리화학적 인자들 가운데 관련성이 적은 항목을 찾는 문제이다. 유기오염물질의 이동과 기상·수상 분배에는 증기압과 헨리상수(기상·수분 분배), 분해상수(생물·화학적 분해속도)가 중요한 역할을 한다.
유기오염물질의 이동 및 거동을 결정하는 물리화학적 특이성 인자로는 증기압, 헨리상수, 분해상수 등이 있으며, 용해도적은 일반적인 용해도 개념과 혼동될 수 있어 가장 거리가 먼 인자로 볼 수 있다.
지하수 환경으로 유입된 오염물질이나 용질이 지하수의 공극유속과 같은 속도로 움직이는 현상은?
정답 ① · 문항은 지하수 흐름 속도와 같은 속도로 오염물질이 이동하는 현상의 명칭을 묻고 있다. 지하수의 공극유속과 동일한 속도로 오염물질이 수송되는 현상은 이류(advection)로 정의되므로 정답은 이류이다.
지하수 공극유속과 같은 속도로 오염물질이 이동하는 현상은 이류(Advection)입니다.
다음 토양 성질중 오염물질 확산 및 처리에 중대한 영향을 미치는 것과 가장 거리가 먼 것은?
정답 ② · 문제는 오염물질의 확산 및 처리에 중대한 영향을 미치지 않는 토양 성질을 고르는 것이다. 토양입자의 경도는 오염물질의 화학적 거동이나 이동성에 직접적으로 영향을 주는 주요 인자가 아니므로 가장 거리가 멀다.
오염물질 확산 및 처리에 영향을 미치는 토양 성질 중, 입자의 경도는 직접적인 관련이 가장 적습니다.
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