환경기능사 필기시험 대비 요약 - 물과 수질화학

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환경기능사 자격증 필기시험 대비 요점정리
물과 수질 화학

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환경기능사 용어 정리

1% = 1/100 = 0.01
1ppm = 1/1,000,000 = 0.000001

융해열(Heat of fusion) - 녹는점에서 물질의 상태를 고체에서 액체로 바꾸기 위해 흡수해야 하는 열에너지이다.
물의 융해열 = 79.72 cal/g

물의 경도(Water Hardness) - 물에 포함되어 있는 칼슘과 마그네슘의 양을 탄산칼슘의 ppm으로 환산하여 나타낸 수치로, 일시경도, 영구경도, 두 가지를 포함한 전경도가 있다. 탄산염을 침전시켜 연수화가 가능하면 일시경수라고 한다. 황산염, 그 외로써 존재하는 경우는 이 조작에서 연수화가 불가능하기 때문에 영구경수라고 한다.

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물의 특성은?

다른 화합물에 비하여 비열(cal/g.℃)이 크다.
극성 분자이어서 수소결합과 공유결합을 한다.
상온에서 알칼리 등과 결합해 수소를 발생한다.
물의 밀도는 4℃에서 최대이다.
열에 매우 안정된 화합물로 2,000℃에서도 3% 이하만 분해한다
광합성의 수소 공여체이다.
온도가 높아지면 밀도와 표면장력이 감소한다.
융해열이 커서 생물체의 결빙이 쉽게 일어나지 않음


수자원 중 해수, 담수의 분포는?
해수 97%
담수 3%


수자원 중 담수의 분포는?
빙하(빙설) > 지하수> 담수호 > 염수호 > 토양수> 대기 > 하천수


수자원의 종류 - 지표수
유기물 풍부하다.
지하수보다 오염이 심하고
수온변화가 심하다.
용존산소 농도가 높다.
경도가 작다(금속성분이 적다)
철, 망간 성분이 비교적 적게 포함.
대량 취수가 용이하다.
수질변동이 심하다.



수자원의 종류 - 지하수
지질 특성에 영향을 받는다.
유속이 느리다.
환경변화에 대한 반응이 느리다.
미생물에 의한 생화학적, 화학적 자정작용이 약하다.
연중 수온변화가 거의 없다. 평균 4℃ 이상
국지적인 환경조건의 영향이 크다.
주된 생물 작용은 혐기성 세균에 의한 유기물 분해
무기물이 풍부
대체로 환원 상태이며 탁도가 낮다. 지표수보다 깨끗.
지표수에 비해 염분 함량이 30% 정도 크다.
경도가 아주 높고, 용해된 광물질보다 많이 함유
비교적 깊은 곳의 물일수록 용매 효과는 커지고 무산소 상태가 된다.


수자원의 종류 - 해수
해수의 pH농도는 8.2 정도의 약알칼리
해수의 Mg/Ca 비는 3~4이고 담수에 비해 크다.
전체 질소 중 35%는 암모니아성 질소, 유기질소 형태
강전해질로 1L당 35g 정도의 염분을 함유한다.
주요 성분의 농도비는 항상 일정하다.
밀도는 수심이 깊을수록 증가, 압력이 세기 때문
염분은 적도 해역에서 높고 극지방은 낮다.
해수의 주 성분은 Cl-, Na+, (SO4) 2-, Mg2+, Ca2+, K+, HCO3

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산화와 환원

산( Acid )
수용액 내에서 수소이온을 내는 물질
강산 - 염산, 질산, 황산
약산 - 아세트산, 불화수소, HCN(시안화수소), 암모늄이온(NH4+. 암모니아에 양자를 부가한 형태)

산화
산화수의 증가,
산소를 얻거나 전자를 잃는 것

산화제
다른 물질을 산화시키는 것,
전자를 얻는 것
환원되는 원자를 함유
같은 물질이라도 반응하는 물질에 따라 산화제가 될 수 있고 환원제가 될 수도 있다.


염기( Base )
강염기- 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘
약염기- NH3(암모니아)

환원
산화수소의 감소
산소를 잃거나 전자를 얻는 것


점오염원과 특징은?
공장, 가정, 처리장, 폐수배출시설, 하수발생시설, 축사 등에서 관거, 수로를 통해서 일정 지역으로 오염물질을 배출하는 배출원

일간, 계절간 배출량의 변화가 일정하다.
모으기가 용이하여 처리효율이 좋다.



비 점오염원과 특징은?
대기, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 불특정 하게 수질오염물질을 배출하는 배출원

일간, 계절간 배출량의 변화가 크다.
기상조건, 지형, 지질 등의 영향이 크다.
빗물, 지하수 등에 의하여 희석되거나, 확산된다.
넓은 장소로부터 배출된다.
지표수 유출이 많은 홍수 시 하천수질의 악화되는 영향이 크다.

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유해물질의 종류
카드뮴 cd - 합금용 첨가제, 충전식 전지에 사용
오염배출원 - 아연 정련, 도금
발병 - 이따이이따이 병 유발

수은 Hg - 은색의 전이 금속으로, 상온에서 액체 상태인 금속원소
발생원 - 농약공장, 금속광산
발병 - 미나마타병, 시야 협착증, 헌터루셀 증후군

PCB - 절연제로 사용
발생원은 변압기, 콘덴서 공장
발병 - 카네미유증 유발

** PCB(폴리염화 비페닐 polychlorinated biphenyls) - C12 ClxH10-x의 화학식으로 표시되는 유기 염소화합물의 총칭. 무색투명한 유상(油狀)으로 산, 알칼리에 침해되지 않고 절연성이 좋아 콘덴서나 트랜스의 절연체, 열매체, 합성수지의 가소제(可塑劑) 등으로 널리 사용되어 왔으나 독성 때문에 일부 국가에서는 사용이 금지되고 있다.

크롬 Cr
발생원 - 피혁공장, 합금
발병 -피부 궤양, 폐암


비소 As
발생원 - 농약제조, 광산 제련업
피부 청색화, 위장염


납 Pb
발생원 - 축전지 제조, 안료 제조
빈혈, 소화기계 장애


망간 Mn
발생원- 광산, 합금, 유리 착색 공업
발병 - 파킨슨병 유사 증세


★ 분뇨의 처리 목표는?
안전화, 안정화, 무해화, 감량화


대한민국 기준 성인 1인당 분뇨배출량은?
0.9L ~ 1.1L


분뇨의 구성

구분	분	뇨
질소화합불	12~20%	80~90%
분뇨 고형물질비	7	1
분뇨의 구성비	1	8~10

분뇨의 특성
고액분리가 어려우며, 고형물의 함량이 많다.
연중 배출량 및 특성 변화가 크다.
다량의 유기물, 토사, 협잡물이 섞여있다.
pH는 7~8.5 범위 내
염분, 질소농도, 점도, 유기물 농도가 높다.
시간에 따라 크게 변동이 있다.
질소화합물은 소화 시 소화조 내의 pH강하를 막아줌
뇨의 휘발성 고형물의 89~90%는 질소화합물이다.
분의 휘발성 소형물의 12~20% 정도만 질소화합물
분과 뇨의 고형물질 비는 7 : 1
분과 뇨의 구성비는 1 : 8~10 (뇨가 대부분으로 많다)

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폐수의 혼합농도(Cm) 구하기

폐수 혼합농도

■ 문제, 하천유량이 1000m3/day, BOD 농도는 26ppm,
폐수의 유량은 100m3/day, BOD 농도는 165ppm 일 때 하천에 폐수가 흘러들어 혼합 후 하천의 농도(Cm)는?

C1.Q1 = 1000 x 26
C2.Q2 = 100 x 165
Q1+Q2 = 1100 m3
Cm = 26,000 + 16,500 / 1100
= 38.6363ppm

 

 

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