환경기능사 필기대비 요약 - 수자원, 미생물

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환경기능사 자격증 필기대비 요점
수자원과 미생물

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환경기능사 용어 정리

슬러지(sludge) - 오니(汚泥), 하수처리장, 정수장, 폐수처리시설 등에서 발생하는 액체상태 부유물질, 침전물

DO -용존산소(Dissolved Oxygen) - 물 또는 용액 속에 녹아있는 분자 상태의 산소의 양을 의미한다. 온도 및 염분이 낮을수록, 그리고 기압이 높을수록 용존산소량은 많아진다.

탄산 - 이산화 탄소의 수용액으로, 약한 산성을 띤다. 분자식은 H2CO3, 탄산은 불안정하여 물과 이산화 탄소로 분해되려는 경향이 비교적 강하다. 이는 탄산음료를 흔들었을 때의 효과로 나타난다.

호소(湖沼) - 내륙에 있는 호수와 늪. 사방이 육지로 둘러싸여 있고 바다와는 격리된 수괴(水塊)이다. 호는 연안 식물이 침입할 수 없는 수심이 깊은 곳으로 한정되며, 소는 수심이 얕으면서 수생식물이 생육 가능한 곳

부영양화(富榮養化)-"영양물질이 풍부하게 공급되었다"는 뜻

Upwelling - 심층수가 표층수로 올라오는 현상

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하천의 자정 과정 (수자원의 4 지대, Whipple)

하천의 자정과정

1. 분해지대
희석이 덜된 작은 하천에서 나타남
세균수 증가
유기물이 많은 슬러지 침전
곰팡이, 박테리아 번성

2. 활발한 분해지대
DO가 거의 없어 부패 상태에 도달한다.
혐기성 박테리아가 번식한다.
부패 상태에 도달한다.
CH4(메탄), NH3-N(아모니아성 질소), H2CO3(탄산가스) 농도가 증가
곰팡이류가 사라진다.
흑색, 점성질 슬러지 침전물이 생긴다.
암모니아나 황화수소에 의해 썩은 댤갈 냄새가 난다.(유기물 부패)

3. 회복지대
용존산소가 포화될 정도로 증가한다.
조류의 발생이 많아 조개류, 벌레의 유충이 번식한다.
아질산염, 질산염의 농도가 증가한다.

4. 정수지대
DO가 포화된다.

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전도현상(Turn Over)
주로 봄, 가을에 발생한다. 표수층의 물이 심수층으로, 심수층의 물은 표수층으로 이동하면서 섞이는 현상
** Upwelling - 심층수가 표층수로 올라오는 현상


성층현상(Stratification)
물의 밀도는 약 4℃에서 가장 높다. 온도 변화로 인한 밀도 차이로 밀도가 높아진 물은 아래로 가라앉게 된다. 여름과 겨울철에 수심에 따른 온도 변화로 인하여 호소에서

표수층(Epilimnion) - 균일 수온
수온약층(ThermoCline) -변동 수온층
심수층(Hypolimnion) - 균일 수온층으로 분리되는 현상

성층현상

성층현상(Stratification)의 특징
표수층에서 활발한 광합성(호기성 미생물)으로 DO농도가 높다.
심수층은 혐기성 미생물의 증식으로 유기물이 분해되오 수질이 나빠진다.
CO2 농도와 DO농도가 같은 지점이 존재하게 된다.

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부영양화(富榮養化)
오염물질이 호소 수역으로 유입되어 질소(N)와 인(P) 등 영양염류가 풍부해진 상태에서 조류(식물성 플랑크톤)가 과다 번식해서 물속의 DO(용존산소)를 고갈시키고 생물이 살 수 없는 환경으로 변하게 되는 것을 말한다. 일반적으로 하천에서는 녹조현상, 바다에서는 적조현상으로 나타난다.


부영양화(eutrophication) 특징
남조류의 번식
조류의 번식으로 여과지나 스크린이 막힌다.
COD의 내부 생산과 영양염의 재순환이 이루어진다.
부영양화가 급속하게 진행되면 호수는 늪지대로 변하고 소멸한다.

**부영양화 평가벙법
클로로필-a 농도 측정
영양염류(N,P) 측정
투명도 측정

적조현상(赤潮, red tide)
바다나, 강에서 부영양화로 인한 P, N의 양이 증가, 조류(식물성 플랑크톤)가 과다 번식하여 붉게 물드는 현상, 적조를 일으키는 조류는 주로 편모조류 · 규조류 · 야광충 등인데 적색 세균이나 남조류 등에 의해 생기기도 한다.

** Cl 량이 많으면 적조현상을 줄인다.

적조현상의 특징
햇빛이 강하고 수온이 높을 때 많이 발생
특히 장마철 이후 많은 영양염류가 유입되고 염분이 낮아지면 발생한다.
Upwelling 현상의 원인이 되기도 함
편모류가 독소를 분비하여 어패류가 폐사한다.
적조현상 제거는 0.5~2ppm 정도의 황산동을 투입


녹조현상(綠潮, water-bloom)
부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 식물성 플랑크톤인 녹조류나 남조류가 크게 늘어나 물빛을 녹색으로 변화시키는 현상을 말한다. 일부 호소나 하천에서는 규조류가 많아지면서 물이 황갈색으로 변하기도 한다.

호소의 표면에 녹조가 덮이면 수중으로 햇빛이 차단되고 용존산소가 고갈되어 물고기와 수중생물이 죽고 악취가 나며, 그 수역의 생태계가 파괴되어 사회적, 경제적, 환경적 문제를 일으킨다. 대책은 영양염류의 유입을 막고, 녹조류를 제거해야 한다.

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수중 미생물의 증식 그래프

미생물의 증식

유도기 - 적응기
대수 증식기 - 폭발적으로 증식하는 시기
감소 증식기 - 증가량은 줄어드나 전체 숫자는 늘어나는 시기
사멸기 - 영양소의 고갈로 미생물이 원형질을 분해하여 에너지를 얻는 내호흡 기간


수중 미생물의 종류
박테리아(Bacteria) C5 H7 O2 N
- 단세포 미생물
- 용해된 유기물을 섭취한다
- 막대기모양, 공모양, 나선모양
- 수분 80%, 고형물 20%로 구성

곰팡이, 균류(Fengi), C10 H17 O6 N
- 고형물질의 표면에 부착하여 생장하는 미생물
- 핵의 형태가 뚜렷한 단세포가 연결되어 형태를 구성
- 다세포로 구성된 균사, 생식세포를 구성하는 자실체로 되어 있다.
- 영양물질과 유기물을 세포표면으로 흡수, 성장한다.
- 물질순환과 자정작용에 중요한 역할을 한다.
- 슬러지 팽화의 원인이다.
- 효모, 버섯

조류(Algae), C5 H2 O2 N
- 광합성으로 유기물을 생성, 성장하는 독립영양계의 미생물이다.
- 남조류, 규조류, 녹조류
- 영양염류가 많아지면 증식하여 부영양화를 유발


대장균
- 수인성 병원균의 존재를 확인


산소의 요구에 따른 미생물
호기성 미생물 - 물속의 산소를 섭취하는 미생물, 분해 산물은 CO2, H2O 배출

혐기성 미생물 - 무기물의 결합 산소를 섭취하는 미생물, 분해 산물은 CH4(메탄), CO2  

임의성 미생물 - 두 가지 특성을 다 갖고 있는 미생물


온도 변화에 따른 미생물
친냉성 12~18℃
친온성 25~40℃
친열성 55~65℃


영양 관계에 따른 미생물
독립영양계(Autotrophic)
종속영양계(Heterotrophic)

구분	독립영양계	종속영양계
광합성	에너지 - 빛 주탄소원 - CO2	에너지 - 빛 주탄소원 - 유기화합물
화학합성	에너지 - 화학반응 주탄소원 - CO2	에너지 - 화학반응 주탄소원 - 유기화합물

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