개념 한 쪽
호소와 해양 등 수역에서는 수온 구조와 물리·화학적 특성이 생태계와 오염 거동을 결정하므로 수온 성층, 수온약층, 조류 제어 방법, 오염 추적자 등을 이해해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「수중 조류 및 물환경 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수온약층 정의 판단 | 1 | 수온이 수심에 따라 급격히 변하는 층을 묻는다 |
| 화학적 조류제거 농도 선택 | 1 | 알칼리도 기준에서 황산동의 적정 주입 농도를 고르도록 한다 |
| 오염물질 추적자 선정 | 1 | 수질 추적자로 적합한 물질을 가리도록 한다 |
성층현상은 수온 차이에 따른 밀도 차로 인해 수층이 분리되는 현상이라고 본다. 여름에는 표층과 심층의 수온 차이가 커져 밀도 차가 크므로 성층현상이 가장 뚜렷하고 안정적으로 나타난다고 본다. 반대로 봄과 가을에는 수온 변화로 인해 수직 혼합이 일어나며, 겨울에는 수온차가 작아 성층이 약해진다고 본다.
수온 변화가 급격한 중간층을 수온약층이라 정의하며, 이 층은 표층과 심층 사이의 물리적 교환을 제한하는 역할을 한다고 본다. 성층을 보이는 호소에서는 표층(에필리미니온), 심층(하이폴리미니온), 그리고 이들 사이에 수온이 급격히 바뀌는 중간층으로 구분된다고 본다.
적조 등 조류 번성에 대한 화학적 대응법으로는 황산동(CuSO4) 주입이 소개되며, 물의 알칼리도가 낮을 경우에는 주입 농도를 조정해야 한다고 본다. 알칼리도가 40ppm 이하인 상황에서는 황산동 농도 0.2~0.5ppm 범위가 적절하다고 본다.
오염물질의 추적자로는 염화물(Cl-)이 주로 사용된다고 본다. 염화물은 수중에서 화학적으로 안정하고 흔하며 측정이 쉬워 오염원 이동 경로 파악에 적합하다고 본다. 해수의 광학적 특성으로는 적색광이 수중에서 쉽게 흡수되므로 투과광의 극대는 청색대역에서 나타난다고 본다.
지하수 관련 특성으로는 알칼리도가 깊이에 따라 증가하는 경향이 있으므로 일반적으로 하층수가 상층수보다 알칼리도가 높다고 본다. 또한 무기물의 용해 순서는 염화물·황산염이 비교적 먼저 용해되고 탄산염은 늦게 용해되는 경향이 있다고 본다.
1) 수질 분석 계산 예시: AgNO3 적정을 통해 Cl- 함량을 계산한 문제 풀이가 있다. 0.1M AgNO3 35mL를 소모했을 때 몰수는 0.1 × 0.035 = 0.0035mol이고, Cl- 질량은 0.0035mol × 35.5g/mol = 0.12425g이다. 시료 전체 질량이 0.4g이면 Cl- 함량(%)은 (0.12425/0.4)×100 ≈ 31.0%가 된다.
2) 적조 제어 농도 예시: 물의 알칼리도가 40ppm 이하인 수역에 황산동을 주입할 때 적정 농도 범위는 대략 0.2~0.5ppm으로 기억하면 된다.
다음 중 수온약층(thermocline)에 관한 설명중 알맞은 것은?
정답 ① · 문제는 수온약층이 무엇인지 묻고 있다. 수온약층은 수심에 따른 수온 분포에서 온도가 급격히 감소하는 중간 수층으로서 표층과 심층을 구분하는 경계 역할을 한다.
수온약층은 수온이 수심에 따라 급격히 변하는 수층으로, 표층과 심층을 분리하는 경계면 역할을 한다.
적조현상의 주 원인이 되는 조류를 제거하기 위한 방법으로 황산동을 주입하는 화학적인 방법을 사용하기도 한다. 알칼리도가 40ppm이하일 경우에 주입되는 황산동의 농도로 가장 적절한 것은?
정답 ④ · 문항은 알칼리도가 40ppm 이하인 상황에서 적조제거를 위해 황산동을 주입할 적정 농도를 묻고 있다. 실무 기준에 따르면 알칼리도가 낮은 경우에는 비교적 높은 농도의 황산동을 사용하며 통상 0.2∼0.5 ppm 범위가 적절하다.
황산동 주입 시 알칼도 40ppm 이하에서는 0.2~0.5ppm 농도가 적절하여 조류 제거에 효과적이다.
다음 중 환경공학 실무에 있어서 오염물질의 추적자로 주로 사용된 것은?
정답 ① · 문항은 환경공학 실무에서 오염물질의 추적자로 주로 사용되는 물질을 묻고 있다. 염화물 이온은 화학적으로 비교적 안정하고 농도가 높으며 측정이 용이하여 지하수 흐름이나 오염원 추적에 널리 사용된다.
오염물질 추적자로는 염화물이 주로 사용된다.
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