환경기능사 필기 기출문제복원 (2012-02-12)

환경기능사
(2012-02-12 기출문제)

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1과목: 대기오염방지

1. 수소 10%, 수분 5% 인 중유의 고위 발열량이 10000kcal/kg일 때 저위발열량(kcal/kg)은?

  1. 9310
  2. 9430
  3. 9590
  4. 9720
(정답률: 70%)
  • 저위발열량은 고위발열량에서 수분의 수증기화열을 빼준 값입니다. 수분 함량이 5%이므로, 수분의 수증기화열은 2260kcal/kg입니다. 따라서 저위발열량은 10000 - 2260 = 7740kcal/kg입니다. 하지만 이 값은 수소 함량이 10%인 순수한 중유의 저위발열량이므로, 중유의 수소 함량이 10%일 때의 저위발열량인 7800kcal/kg보다 높을 것입니다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 9430이 정답입니다.
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2. 원심력 집진장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 구조가 간단하고 취급이 용이한 편이다.
  2. 압력손실이 20mmH2O 정도로 작고, 고집진율을 얻기 위 한 전문적인 기술이 불필요하다.
  3. 점(흡)착성 배출가스 처리는 부적합하다.
  4. 블로우다운 효과를 사용하여 집진효율 증대가 가능하다.
(정답률: 74%)
  • 압력손실이 20mmH2O 정도로 작고, 고집진율을 얻기 위한 전문적인 기술이 불필요하다는 설명은 옳은 것입니다. 이유는 원심력 집진장치는 구조가 간단하고 취급이 용이하기 때문에 전문적인 기술이 필요하지 않으며, 압력손실이 작아서 에너지 손실이 적고 고집진율을 얻을 수 있기 때문입니다. 따라서 이 보기는 옳은 설명입니다.
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3. 직경이 30cm, 길이가 15m인 여과자루를 사용하여 농도가 3g/m3의 배출가스를 1000m3/min으로 처리하였다. 여과속도 가 1.5cm/s일 때 필요한 여과자루의 개수는?

  1. 75개
  2. 79개
  3. 83개
  4. 87개
(정답률: 51%)
  • 여과자루의 표면적을 구해야 한다. 여과자루의 표면적은 다음과 같다.

    $$
    A = pi left(frac{d}{2}right)^2 times L = pi left(frac{30text{cm}}{2}right)^2 times 15text{m} = 10.6text{m}^2
    $$

    여과속도는 다음과 같다.

    $$
    v = frac{Q}{A} = frac{1000text{m}^3/text{min}}{10.6text{m}^2} = 94.3text{m/min} = 1.57text{m/s}
    $$

    여과속도는 1.5cm/s 이므로, 여과자루의 개수는 다음과 같다.

    $$
    N = frac{Q}{Av} = frac{1000text{m}^3/text{min}}{10.6text{m}^2 times 1.5text{cm/s} times (1text{m}/100text{cm})} approx 79
    $$

    따라서, 정답은 "79개"이다.
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4. 대기상태가 중립조건 일 때 발생하며, 연기의 수직 이동 보다 수평 이동이 크기 때문에 오염물질이 멀리까지 퍼져 나가며 지표면 가까이에는 오염의 영향이 거의 없으며, 이 연기내에서는 오염의 단면분포가 전형적인 가우시안분 포를 나타내는 연기 형태는?

  1. 환상형
  2. 부채형
  3. 원추형
  4. 지붕형
(정답률: 59%)
  • 원추형 연기는 대기상태가 중립조건일 때 발생하며, 연기의 수평 이동이 수직 이동보다 크기 때문에 멀리까지 퍼져나가는 형태를 띄게 됩니다. 또한, 이러한 연기 내에서 오염의 단면분포가 전형적인 가우시안분포를 나타내기 때문에 원추형으로 표현됩니다.
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5. (CO2)max는 어떤 조건으로 연소시켰을 때 연소가스 중 이산화탄소의 농도를 말하는가?

  1. 공급할 수 있는 최대공기량으로 과잉연소 시켰을 때
  2. 이론 공기량으로 완전연소 시켰을 때
  3. 과잉 공기량으로 부족연소 시켰을 때
  4. 부족 공기량으로 부족연소 시켰을 때
(정답률: 70%)
  • 이론 공기량으로 완전연소 시켰을 때 (CO2)max를 측정하는 이유는 이론 공기량으로 연소시켰을 때 연소 반응이 완전하게 일어나기 때문입니다. 이론 공기량은 연료와 산소가 화학적으로 완전히 반응할 때 필요한 산소의 양을 말합니다. 따라서 이론 공기량으로 연소시켰을 때는 연료가 완전히 연소되어 이산화탄소와 물이 생성되며, 이산화탄소의 농도를 정확하게 측정할 수 있습니다.
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6. 직경이 200mm인 표면이 매끈한 직관을 통하여 125m3/min의 표준공기를 송풍할 때, 관내 평균풍속(m/s)은?

  1. 약 50m/s
  2. 약 53m/s
  3. 약 60m/s
  4. 약 66m/s
(정답률: 40%)
  • 표준공기의 밀도는 1.2kg/m3이다. 따라서 125m3/min의 표준공기의 질량은 1.2 x 125/60 = 2.5kg/s이다. 이 질량의 공기가 200mm 직경의 관을 통과할 때, 관의 단면적은 π x (0.2/2)2 = 0.0314m2이다. 따라서 공기의 평균속도는 2.5/0.0314 = 79.6m/s이다. 하지만 이는 유체가 이송되는 최대속도인 최대속도이므로, 실제 평균속도는 이 값의 약 83%인 약 66m/s가 된다. 따라서 정답은 "약 66m/s"이다.
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7. 흡수공정으로 유해가스를 처리할 때, 흡수액이 갖추어야 할 요건으로 옳지 않은 것은?

  1. 휘발성이 커야 한다.
  2. 점성이 작아야 한다.
  3. 용해도가 커야 한다.
  4. 용매의 화학적 성질과 비슷해야 한다.
(정답률: 75%)
  • 흡수액이 갖추어야 할 요건 중 옳지 않은 것은 "휘발성이 커야 한다." 입니다. 이는 오히려 흡수액이 증발하여 유해가스를 처리하는 효과를 감소시킬 수 있기 때문입니다. 따라서 흡수액은 점성이 작고 용해도가 크며, 용매의 화학적 성질과 유사해야 합니다. 이러한 특성을 갖는 흡수액은 유해가스를 효과적으로 처리할 수 있습니다.
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8. 대류권에서는 온실가스이며 성층권에서는 오존층 파괴물질로 알려져 있는 것은?

  1. CO
  2. N2O
  3. HCI
  4. SO2
(정답률: 62%)
  • N2O는 대류권에서 온실가스로 작용하며, 성층권에서는 오존층 파괴물질로 작용합니다. 이는 N2O 분자가 대기 중에서 장기간 존재하며, 자외선을 흡수하여 분해되어 질소와 산소 원자로 분해되어 오존층을 파괴하기 때문입니다. 따라서 N2O가 온실가스와 오존층 파괴물질로 알려져 있습니다.
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9. 로스엔젤레스(Los Angeles)형 스모그 발생조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 방사성 역전형태
  2. 23~32℃의 고온
  3. 광화학적 반응
  4. 석유계 연료
(정답률: 67%)
  • 정답은 "석유계 연료"입니다.

    로스엔젤레스 스모그는 대기 중에 산화물과 미세먼지가 많아져서 발생합니다. 이때 석유계 연료를 태우는 자동차, 발전소 등에서 배출되는 유해물질이 대기 중에 쌓이면서 스모그가 발생합니다. 이 중에서도 방사성 역전형태는 대기 중에 있는 미세먼지가 서로 충돌하면서 발생하는 현상으로, 이는 고온과 광화학적 반응에 의해 발생합니다. 따라서 23~32℃의 고온과 광화학적 반응은 스모그 발생 조건 중 일부이지만, 방사성 역전형태는 석유계 연료와 관련된 현상입니다.
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10. 악취성분을 직접연소법을 처리하고자 할 때 일반적인 연소온도로 가장 적합한 것은?

  1. 100~150℃
  2. 200~300℃
  3. 600~800℃
  4. 1400~1500℃
(정답률: 72%)
  • 악취성분은 일반적으로 유기화합물로 이루어져 있으며, 이러한 유기화합물은 고온에서 분해되어 연소가 일어납니다. 따라서 악취성분을 처리하기 위해서는 일반적인 연소온도보다 높은 온도가 필요합니다. 600~800℃는 이러한 악취성분을 처리하기에 적합한 온도 범위입니다. 또한, 이 온도 범위에서는 연소가 완전하게 일어나므로 처리 후에는 더 이상 악취가 발생하지 않습니다. 따라서 600~800℃가 가장 적합한 온도 범위입니다.
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11. 농황산의 비중이 약 1.84, 농도는 75% 라면 이 농황산의 몰농도(mol/L)는? (단, 농황산의 분자량은 98 이다.)

  1. 9
  2. 11
  3. 14
  4. 18
(정답률: 55%)
  • 농도 = 질량 / 부피
    질량 = 농도 x 부피
    100g 용액에서 농황산의 질량 = 75g
    100g 용액에서 농황산 이외의 물질의 질량 = 100g - 75g = 25g
    따라서 1L 용액에서 농황산의 질량 = (75g / 100g) x 1L = 0.75L
    농황산의 몰질량 = 98g/mol
    농황산의 몰농도 = (0.75L x 1.84) / 98g = 0.014 mol/L
    따라서 정답은 "14" 이다.
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12. 탄소 87%, 수소 10%, 황 3%의 조성을 가진 중유 1.7kg을 완전연소시킬 때, 필요한 이론공기량(Sm3)은?

  1. 약 9
  2. 약 14
  3. 약 18
  4. 약 21
(정답률: 52%)
  • 중유의 화학식은 C87H10S3이며, 이를 완전연소시키면 다음과 같은 반응이 일어납니다.

    C87H10S3 + (133C + 290(O2 + 3.76N2)) → 87CO2 + 5H2O + 3SO2 + 133(3.76N2)

    이 반응식에서 중유 1.7kg의 몰질량을 구하면 다음과 같습니다.

    1.7kg / (12.01g/mol x 87 + 1.01g/mol x 10 + 32.06g/mol x 3) = 0.087mol

    따라서, 이론공기량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    이론공기량 = 133(3.76) x (0.087 x 87 + 0.087 x 5 + 0.087 x 3) / 21 = 약 18

    여기서 133(3.76)은 공기의 몰질량을 나타내며, 0.087mol은 중유의 몰질량입니다. 따라서, 이론공기량은 약 18이 됩니다.
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13. 다음 중 수세법을 이용하여 제거시킬 수 있는 오염물질로 가장 거리가 먼 것은?

  1. NH3
  2. SO2
  3. NO2
  4. CI2
(정답률: 47%)
  • NO2는 수세법으로 제거하기 어려운 오염물질입니다. 이유는 NO2가 대기 중에서 높은 안정성을 가지고 있기 때문입니다. 또한, NO2는 물과 반응하여 질소산화물(NOx)을 생성하므로, 수세물에 직접 처리하기 어렵습니다. 따라서, NO2를 제거하기 위해서는 다른 방법을 사용해야 합니다.
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14. 오염가스를 흡착하기 위하여 사용되는 흡착제와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 활성탄
  2. 활성망간
  3. 마그네시아
  4. 실리카겔
(정답률: 60%)
  • 활성망간은 다른 흡착제들보다 더욱 높은 산화 활성도를 가지고 있어서, 오염가스를 더욱 효과적으로 흡착할 수 있습니다. 따라서, 다른 흡착제들보다 더욱 효과적으로 오염가스를 제거할 수 있기 때문에, 가장 거리가 먼 것입니다.
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15. 다음 중 <보기>와 같은 특성에 가장 적합한 연료는?

  1. 석탄
  2. 아탄
  3. 벙커C유
  4. LNG
(정답률: 85%)
  • 보기에서 제시된 특성은 대기오염물질 배출량이 적은 것입니다. 이 중에서 LNG은 천연가스 중 액화된 가스로, 화석연료 중에서 가장 깨끗한 연료로 알려져 있습니다. 따라서 보기 중에서 가장 적합한 연료는 LNG입니다.
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2과목: 폐수처리

16. 해수의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 해수의 pH는 약 8.2 정도로 약 알칼리성을 지닌다.
  2. 해수의 주요 성분 농도비는 거의 일정하다.
  3. 염분은 적도해역에서는 높고, 남북 양극 해역에서는 다소 낮다.
  4. 해수의 Mg/Ca비는 300~400 정도로 담수보다 크다.
(정답률: 67%)
  • 해수의 주요 성분 농도비는 거의 일정하다는 설명이 옳지 않습니다. 해수의 성분 농도는 지역에 따라 다르며, 지구상의 모든 해역에서 동일한 농도를 가지지 않습니다. 예를 들어, 태평양과 대서양의 염분 농도는 다르며, 북극 해역과 열대 해역의 염분 농도도 다릅니다.

    해수의 Mg/Ca비는 300~400 정도로 담수보다 크다는 이유는 해수에는 많은 양의 마그네슘(Mg)과 칼슘(Ca)이 함유되어 있기 때문입니다. 이는 해양 생물의 성장과 껍질 형성에 중요한 역할을 합니다. 담수는 해수에 비해 상대적으로 적은 양의 마그네슘과 칼슘을 함유하고 있습니다.
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17. 20℃ 재폭기 계수가 6.0 day-1이고, 탈산소 계수가 0.2 Day-1이면 자성상수는?

  1. 1.2
  2. 20
  3. 30
  4. 120
(정답률: 47%)
  • 자성상수는 재폭기 계수와 탈산소 계수의 비율로 계산됩니다. 따라서 자성상수 = 재폭기 계수 / 탈산소 계수 = 6.0 / 0.2 = 30 이므로, 정답은 "30"입니다.
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18. 염소계 산화제를 이용하여 무해한 CO2와 N2로 분해시키는 보편적인 알칼리 산화법으로 처리할 수 있는 폐수는?

  1. 시안 함유 폐수
  2. 크롬 함유 폐수
  3. 납 함유 폐수
  4. PCB 함유 폐수
(정답률: 62%)
  • 시안은 염소계 산화제로 처리할 수 없는 매우 강한 독성물질이기 때문에, 보편적인 알칼리 산화법으로 처리할 수 없습니다. 따라서 시안 함유 폐수는 다른 방법으로 처리해야 합니다.
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19. 하천이 유기물로 오염되었을 경우 자정과정을 오염원으로 부터 하천 유하거리에 따라 분해지대, 활발한 분해지대, 회복지대, 정수지대의 4단계로 구분한다. <보기>와 같은 특성을 나타내는 단계는?

  1. 분해지대
  2. 활발한 분해지대
  3. 회복지대
  4. 정수지대
(정답률: 81%)
  • 유기물이 하천에 유입되면 미생물이 분해하여 산소를 소비하고 유기물을 분해하는데, 이때 산소가 부족하면 유기물이 분해되지 않고 쌓이게 된다. 따라서 활발한 분해지대는 산소공급이 충분하여 유기물을 분해할 수 있는 지대로, 유기물이 빠르게 분해되어 하천의 수질을 회복시키는 역할을 한다.
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20. 30m×18m×3.6m 규격의 직사각형조에 물이 가득 차 있다. 약품주입농도를 69mg/L로 하기 위해서 주입해야 할 약품량(kg)은?

  1. 약 214kg
  2. 약 156kg
  3. 약 148kg
  4. 약 134kg
(정답률: 38%)
  • 물의 부피는 30m × 18m × 3.6m = 1944m³ 이며, 이는 1944000L 이다. 따라서 약품을 주입해야 하는 총 양은 1944000L × 69mg/L = 134160mg 이다. 이를 kg으로 환산하면 134.16kg 이므로, 약 134kg이 정답이다.
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21. 물 속의 탄소유기물이 호기성 분해를 하여 발생하는 것은?

  1. 암모니아
  2. 탄산가스
  3. 메탄가스
  4. 유화수소
(정답률: 61%)
  • 물 속의 탄소유기물이 호기성 분해를 하면서 산소가 부족한 환경에서 분해되어 탄산가스가 발생합니다. 이는 탄소유기물 내의 탄소가 산소 대신에 산화되는 과정에서 발생하는 것입니다. 따라서 탄산가스가 정답입니다.
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22. 생물학적 처리방법 중 활성슬러지법에 관한 설명으로 거 리가 먼 것은?

  1. 산기식 포기장치에서 산기장치의 일부가 폐쇄되었을 경우 수면의 흐름이 균일하지 못하다.
  2. 용존성 유기물을 제거하는데 적합하다.
  3. 슬러지 팽화현상과 거품이 생성될 수 있다.
  4. 겨울철에 동결될 수 있고 연못화 현상이 발생할 수 있다.
(정답률: 70%)
  • 활성슬러지법은 생물학적 처리방법 중 하나로, 오랫동안 미생물을 이용하여 오염물질을 분해하는 방법입니다. 이 방법은 산기식 포기장치에서 수처리를 할 때 적용되는데, 이때 수면의 흐름이 균일하지 못하면 처리 효율이 떨어질 수 있습니다. 또한, 활성슬러지법은 용존성 유기물을 제거하는데 적합하며, 슬러지 팽화현상과 거품이 생성될 수 있습니다. 그리고 활성슬러지법은 겨울철에 동결될 수 있고 연못화 현상이 발생할 수 있습니다. 이는 생물학적 처리방법 중에서는 단점으로 꼽히는 부분입니다.
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23. 다음 중 하ㆍ폐수 처리시설의 일반적인 처리계통으로 가장 적합한 것은?

  1. 침사지 – 1차 침전지 – 소독조 – 폭기조
  2. 침사지 – 1차 침전지 – 폭기조 – 소독조
  3. 침사지 – 소독조 – 폭기조 – 1차 침전지
  4. 침사지 – 폭기조 – 소독조 – 1차 침전지
(정답률: 68%)
  • 가장 적합한 처리계통은 "침사지 – 1차 침전지 – 폭기조 – 소독조" 입니다.

    처리 과정은 다음과 같습니다.
    1. 침사지: 큰 물체나 부유물질을 제거하여 수질을 정화합니다.
    2. 1차 침전지: 침사지에서 걸러지지 않은 미세한 부유물질을 침전시켜 제거합니다.
    3. 폭기조: 미세한 부유물질과 유기물을 분해하여 제거합니다.
    4. 소독조: 세균, 바이러스 등을 제거하여 깨끗한 물을 생산합니다.

    이러한 처리 과정을 거치면서 물질의 크기와 성질에 따라 순서대로 처리되기 때문에, 처리 효율이 높아지고 안정적인 처리가 가능합니다. 따라서 "침사지 – 1차 침전지 – 폭기조 – 소독조"가 가장 적합한 처리계통입니다.
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24. pH에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. pH는 수소이온농도를 그 역수의 상용대수로서 나타내는 값이다.
  2. pH 표준액의 조제에 사용되는 물은 정제수를 증류하여 그 유출액을 15분 이상 끓여서 이산화탄소를 날려 보 내고 산화칼슘 흡수관을 달아 식힌 후 사용한다.
  3. pH 표준액 중 보통 산성표준액은 3개월, 염기성 표준액 은 산화칼슘 흡수관을 부착하여 1개월 이내에 사용한다.
  4. pH 미터는 보통 아르곤전극 및 산화전극으로 된 지시부 와 검출부로 되어 있다.
(정답률: 62%)
  • pH 미터는 보통 아르곤전극 및 산화전극으로 된 지시부 와 검출부로 되어 있다. - 이 설명은 옳은 설명입니다. pH 미터는 전극을 이용하여 pH 값을 측정하는데, 이 때 보통 아르곤전극과 산화전극을 사용합니다.
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25. 응집침전법으로 폐수를 처리하기 전에 응집제와 응집보조 제 투여량을 결정하는 응집실험(jar test)의 일반적인 과 정을 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. 침전 → 환속교반 → 응집제와 보조제 주입 → 급속교반
  2. 응집제와 보조제 주입 → 급속교반 → 완속교반 → 침전
  3. 급속교반 → 응집제와 보조제 주입 → 완속교반 → 침전
  4. 완속교반 → 응집제와 보조제 주입 → 급속교반 → 침전
(정답률: 73%)
  • 응집제와 보조제 주입 → 급속교반 → 완속교반 → 침전

    응집제와 보조제를 먼저 주입하여 폐수 내의 불순물들을 응집시키고, 이를 빠르게 혼합하기 위해 급속교반을 진행합니다. 그 후 완속교반을 통해 응집체들이 더욱 잘 결합하도록 합니다. 마지막으로 침전을 통해 응집체들이 하강하여 폐수 상단에서 분리되어 처리됩니다.
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26. 침전지에서 지름이 0.1mm이고 비중이 2.65인 모래입자가 침전하는 경우 침전속도는? (단, stokes법칙을 적용, 물의 점도: 0.01g/cmㆍs)

  1. 0.898cm/s
  2. 0.792cm/s
  3. 0.726cm/s
  4. 0.625cm/s
(정답률: 35%)
  • Stokes 법칙은 작은 입자가 액체 중에서 침전하는 속도를 계산하는 공식입니다. 이 공식은 다음과 같습니다.

    V = (2/9) * (r^2) * g * (d1 - d2) / η

    여기서 V는 침전속도, r은 입자의 반지름, g은 중력가속도, d1은 입자의 비중, d2는 액체의 비중, η는 액체의 점도를 나타냅니다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같습니다.

    V = (2/9) * (0.05^2) * 9.8 * (2.65 - 1) / 0.01
    = 0.898 cm/s

    따라서, 정답은 "0.898cm/s" 입니다.
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27. 물 속에 녹는 산소의 양은 대기 중에 존재하는 산소의 분 압에 의존한다는 것으로 겨울철보다 기압이 낮은 여름철 에 강이나 호수에 살고 있는 어패류들의 질식현상이 자주 발생하는 원인을 설명할 수 있는 법칙은?

  1. 헨리의 법칙
  2. 라울의 법칙
  3. 보일의 법칙
  4. 헤스의 법칙
(정답률: 77%)
  • 헨리의 법칙은 기압이 낮아지면 물 속에 녹는 산소의 양이 감소한다는 법칙입니다. 따라서 여름철에는 대기 중 산소의 분압이 낮아지기 때문에 물 속에 녹는 산소의 양이 감소하게 되어 어패류들의 질식현상이 자주 발생합니다.
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28. 0.05%는 몇 ppm 인가?

  1. 5ppm
  2. 50ppm
  3. 500ppm
  4. 5000ppm
(정답률: 68%)
  • 0.05%는 500ppm 입니다. 0.05%는 0.05/100 = 0.0005 이므로, ppm으로 변환하면 0.0005 x 1,000,000 = 500ppm이 됩니다.
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29. 회분식으로 일정한 양의 에너지와 영양분을 한번만 주고 미생물을 배양했을 때 미생물의 성장과정을 순서(초기→말기) 대로 옳게 나타낸 것은?

  1. 대수 성장기 → 유도기 → 정지기 → 사멸기
  2. 유도기 → 대수 성장기 → 정지기 → 사멸기
  3. 대수 성장기 → 정지기 → 유도기 → 사멸기
  4. 유도기 → 정지기 → 대수 성장기 → 사멸기
(정답률: 73%)
  • 정답: "유도기 → 대수 성장기 → 정지기 → 사멸기"

    미생물의 성장과정은 일반적으로 유도기, 대수 성장기, 정지기, 사멸기로 구성됩니다.

    - 유도기: 미생물이 처음 배양 용액에 들어가서 적응하는 단계입니다. 초기에는 세포 분열이 느리고 대부분의 미생물이 적응하지 못하고 죽습니다.
    - 대수 성장기: 미생물이 적응하고 분열이 빨라지는 단계입니다. 이 단계에서는 미생물의 수가 급격히 증가합니다.
    - 정지기: 미생물의 수가 일정해지는 단계입니다. 이 단계에서는 미생물의 분열과 죽음이 균형을 이룹니다.
    - 사멸기: 미생물의 수가 감소하는 단계입니다. 이 단계에서는 미생물의 수가 배양 용액에서 사라지게 됩니다.

    따라서, 회분식으로 일정한 양의 에너지와 영양분을 한번만 주고 미생물을 배양했을 때, 미생물의 성장과정은 유도기 → 대수 성장기 → 정지기 → 사멸기 순서로 진행됩니다. 초기에는 미생물이 적응하지 못하고 죽는 경우가 많기 때문에 유도기가 먼저 오게 됩니다. 그리고 대수 성장기에서는 미생물의 수가 급격히 증가하고, 정지기에서는 미생물의 수가 일정해지며, 사멸기에서는 미생물의 수가 감소하게 됩니다.
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30. BOD가 200mg/L이고, 폐수량이 1500m3/day인 폐수를 활성슬러지법으로 처리하고자 한다. F/M 비가 0.4kg/kgㆍday라면 MLSS 1500mg/L로 운전하기 위해서 요구되는 포기조 용적은?

  1. 900m3
  2. 800m3
  3. 600m3
  4. 500m3
(정답률: 34%)
  • 활성슬러지법에서 F/M 비는 일일 유입량 대비 생물막 생산량을 의미합니다. 따라서 F/M 비가 0.4kg/kgㆍday이면 일일 유입량은 1500m3/day이므로 생물막 생산량은 0.4kg/kgㆍday x 1500m3/day = 600kg/day입니다.

    MLSS는 생물막 농도를 의미하며, 이 문제에서는 1500mg/L로 주어졌습니다. 따라서 생물막의 총 무게는 1500mg/L x 1L/m3 x 용적(m3) = 1500kg입니다.

    생물막의 총 무게는 생물막 생산량과 일치해야 합니다. 따라서 포기조 용적은 600kg/1500kg/m3 = 0.4m3입니다. 이를 m3에서 L로 변환하면 400L입니다.

    하지만 이 문제에서는 포기조 용적을 m3로 구하라고 했으므로, 0.4m3 x 1000L/m3 = 400L을 구한 후, 이를 일일 유입량인 1500m3/day로 나누어주면 400L / 1500m3/day = 0.27일이 됩니다. 이는 일일 유입량에 대한 포기조 용적이므로, 이를 다시 m3로 변환하면 0.27일 x 1500m3/day = 405m3입니다.

    하지만 이 문제에서는 보기에서 가장 가까운 용적을 선택하라고 했으므로, 정답은 500m3입니다. 이는 계산 결과인 405m3와 가장 가까운 값입니다.
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31. 활성슬러지법의운전조건중 F/M비 (kgBOD/kg MLSS .일)는 얼마로 유지하는것이 가장적절한가?

  1. 200~400
  2. 20~40
  3. 2~4
  4. 0.2~0.4
(정답률: 57%)
  • 활성슬러지법에서 F/M 비는 influent의 BOD 양과 MLSS 양의 비율을 나타내는 지표입니다. 적절한 F/M 비는 운영 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 0.2~0.4 사이가 적절합니다. 이는 너무 높은 F/M 비는 슬러지의 안정성을 해치고, 너무 낮은 F/M 비는 처리 효율을 떨어뜨리기 때문입니다. 따라서, 0.2~0.4 사이의 F/M 비를 유지하는 것이 가장 적절합니다.
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32. 각 생물학적 처리방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 산화지법 – 수심 1m 이하의 경우 호기성 세균의 산소공 급원은 조류와 균류이다.
  2. 접촉산화법 – 생물막을 이용한 처리방식의 일종으로 포 기조에 접촉여재를 침적하여 포기, 교반시켜 처리한다.
  3. 살수여상법 – 연못화에 따른 악취, 파리의 이상번식 등 이 문제점으로 지적되고 있다.
  4. 회전원판법 – 미생물 부착성장형으로서 슬러지의 반송 이 필요없다.
(정답률: 52%)
  • "산화지법 – 수심 1m 이하의 경우 호기성 세균의 산소공 급원은 조류와 균이다."가 옳지 않은 설명인 이유는, 호기성 세균은 산소를 이용하여 유기물을 분해하는 세균으로, 산소공급원으로는 미생물이 아닌 공기가 필요하다는 것이다. 따라서, 산화지법에서 수심 1m 이하에서 호기성 세균의 산소공급원으로 조류와 균을 사용하는 것은 옳지 않다.
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33. 다음 중 환원법과 수산화제2철 공침법으로 처리할 수 있 는 폐수는?

  1. 염소 함유 폐수
  2. 비소 함유 폐수
  3. COD 함유 폐수
  4. 색도 함유 폐수
(정답률: 52%)
  • 환원법과 수산화제2철 공침법은 주로 중금속과 유기물을 처리하는데 효과적입니다. 따라서 COD 함유 폐수와 색도 함유 폐수는 처리하기 어렵습니다. 반면에 비소는 중금속 중에서도 특히 처리가 어려운 물질로, 환원법과 수산화제2철 공침법으로 처리할 수 있습니다. 따라서 정답은 "비소 함유 폐수"입니다.
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34. 1M H2SO4 10mL를 1M NaOH로 중화할 때 소요되는 NaOH의 양은?

  1. 5mL
  2. 10mL
  3. 15mL
  4. 20mL
(정답률: 42%)
  • H2SO4와 NaOH는 1:2 몰비로 반응하므로, 1M H2SO4 10mL에는 0.01 mol의 H2SO4이 포함되어 있습니다. 이를 중화하기 위해서는 0.02 mol의 NaOH가 필요합니다. 따라서, 1M NaOH 용액에서 0.02 mol의 NaOH를 취해야 하며, 이는 20mL의 1M NaOH 용액에 해당합니다. 따라서, 정답은 "20mL"입니다.
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35. 다음 중 적조현상을 발생시키는 주된 원인물질은?

  1. CI
  2. P
  3. Mg
  4. Fe
(정답률: 83%)
  • 적조현상을 발생시키는 주된 원인물질은 "P"입니다. 이는 물에 존재하는 유기물과 무기물의 분해로 인해 생기는 인산염이 적조원인 물질로 작용하기 때문입니다. 인산염은 농업에서 사용되는 비료나 동물의 배설물 등에서 유입되며, 물 속에서 증발과 산화작용 등에 의해 농도가 높아지면서 적조현상을 유발합니다.
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3과목: 폐기물처리

36. 압축기를 사용하여 어떤 쓰레기를 압축시켰더니 처음 부 피의 1/4 이 되었다. 이 때의 압축비는?

  1. 3/4
  2. 4/5
  3. 2
  4. 4
(정답률: 59%)
  • 압축 전의 부피를 1이라고 가정하면, 압축 후의 부피는 1/4이 됩니다. 따라서 압축 비는 1/4 ÷ 1 = 1/4입니다. 이를 소수로 표현하면 0.25이며, 이는 보기에서 "4"에 해당합니다.
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37. 철과 같이 재활용 가치가 높은 자원을 수거된 폐기물로부터 선별하는데 적합한 선별방법은?

  1. 공기선별
  2. 자석선별
  3. 부상선별
  4. 스크린선별
(정답률: 83%)
  • 철은 자석적 특성을 가지고 있기 때문에 자석을 이용한 선별방법이 가장 적합합니다. 자석선별은 자석을 이용하여 철과 같은 자석성 물질을 분리하는 방법으로, 폐기물을 자석에 가까이 대면 자석성 물질이 자석에 붙어서 분리됩니다. 따라서 철과 같은 재활용 가치가 높은 자원을 수거하기에 적합한 방법입니다.
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38. 분뇨 처리의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 최종 생성물의 감량화
  2. 생물학적으로 안정화
  3. 위생적으로 안전화
  4. 슬러지의 균일화
(정답률: 67%)
  • 슬러지의 균일화는 분뇨 처리의 목적 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 슬러지의 농도를 균일하게 유지하여 처리 과정에서의 효율성을 높이기 위한 것입니다. 다른 세 가지 목적인 최종 생성물의 감량화, 생물학적으로 안정화, 위생적으로 안전화는 모두 분뇨 처리 후 최종 생성물인 안전한 배출물을 얻기 위한 것입니다.
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39. 다음 중 고정날과 가동날의 교차에 의해 폐기물을 파쇄하는 것으로 파쇄속도가 느린 편이며, 주로 목재류, 플라스틱 및 종이류 파쇄에 많이 사용되고, 왕복식, 회전식 등이 해당하는 파쇄기의 종류는?

  1. 냉온파쇄기
  2. 전단파쇄기
  3. 충격파쇄기
  4. 압축파쇄기
(정답률: 78%)
  • 고정날과 가동날의 교차에 의해 폐기물을 파쇄하는 것으로 파쇄속도가 느린 편이며, 주로 목재류, 플라스틱 및 종이류 파쇄에 많이 사용되고, 왕복식, 회전식 등이 해당하는 파쇄기의 종류는 전단파쇄기입니다. 이는 두 개의 회전하는 날을 이용하여 폐기물을 전단하는 방식으로 작동하며, 파쇄속도가 느리지만 파쇄물의 크기를 균일하게 만들어주는 장점이 있습니다.
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40. 다음 슬러지 처리공정 중 개량단계에 해당되는 것은?

  1. 소각
  2. 소화
  3. 탈수
  4. 세정
(정답률: 54%)
  • 슬러지 처리 공정 중에서 개량 단계는 세정입니다. 이는 슬러지에서 불순물을 제거하고 깨끗한 물을 추출하기 위한 단계입니다. 세정은 화학적 처리, 물리적 처리, 생물학적 처리 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있습니다.
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41. 다음 중 매립지에서 복토를 하여 덮개시설을 하는 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 악취발생 억제
  2. 해충 및 야생동물의 번식방지
  3. 쓰레기의 비산 방지
  4. 식물성장의 억제
(정답률: 85%)
  • 식물성장의 억제는 매립지에서 복토를 하여 덮개시설을 하는 목적으로 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 매립지에서 쓰레기가 분해될 때 발생하는 영양분이 식물의 성장을 촉진시키기 때문에, 이를 억제하여 쓰레기의 분해를 원활하게 하기 위함입니다.
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42. 다음 중 공기비의 정의를 옳게 나타낸 것은?

  1. 연소 물질량과 이론 공기량 간의 비
  2. 연소에 필요한 절대 공기량
  3. 공급 공기량과 배출가스량 간의 비
  4. 실제 공기량과 이론 공기량 간의 비
(정답률: 78%)
  • 공기비란 연소 과정에서 실제로 공급된 공기량과 이론적으로 필요한 공기량 간의 비율을 말합니다. 이론 공기량은 연소에 필요한 산소량을 계산하여 구한 공기량을 말하며, 실제 공기량은 실제로 공급된 공기량을 말합니다. 따라서 공기비는 실제 공기량과 이론 공기량 간의 비율을 나타내게 됩니다.
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43. 투입량이 1ton/h 이고, 회수량이 600kg/h(그 중 회수대상 물질이 550kg/h)이며, 제거량은 400kg/h(그 중 회수대상 물질은 70kg/h)일 때, 회수율을 Rietema식에 의해 구하면?

  1. 45%
  2. 66%
  3. 76%
  4. 87%
(정답률: 46%)
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44. 강도 10의 단색광이 정색액을 통화할 때 그 빛의 80%가 흡수되었다면 흡광도는?

  1. 0.097
  2. 0.347
  3. 0.699
  4. 80
(정답률: 51%)
  • 흡광도는 흡수되는 빛의 비율을 나타내는 값입니다. 문제에서는 강도 10의 단색광이 정색액을 통과할 때 80%가 흡수되었다고 했으므로, 남은 빛의 강도는 10의 20%인 2입니다. 따라서 흡광도는 (10-2)/10 = 0.8, 즉 0.8이 됩니다. 이 값을 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 0.699가 됩니다.
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45. 폐기물공정시험기준(방법)에서 방울수라 함은 20℃에서 정제수 몇 방울을 적하할 때 그 부피가 약 1mL가 되는 것을 의미하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 50
(정답률: 70%)
  • 방울수는 20℃에서 정제수 1mL 당 몇 개의 방울이 형성되는지를 나타내는 지표입니다. 따라서 방울수가 높을수록 물질의 표면장력이 낮아져 물방울이 더 작게 형성되는 것을 의미합니다. 따라서 방울수가 20인 것은 물질의 표면장력이 다른 보기에 비해 낮아 물방울이 더 작게 형성되는 것을 의미합니다.
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46. 쓰레기를 퇴비화 시킬 때의 적정 C/N비 범위는?

  1. 1~5
  2. 20~35
  3. 100~150
  4. 250~300
(정답률: 65%)
  • 쓰레기를 퇴비화 시키는 과정에서 C/N 비율은 중요한 역할을 합니다. C/N 비율이 너무 낮으면 분해 과정에서 질소가 부족해져서 분해가 원활하게 이루어지지 않고, C/N 비율이 너무 높으면 질소가 과다해져서 분해 과정에서 질소가 방출되어 오히려 환경 오염의 원인이 됩니다. 따라서 적정 C/N 비율은 20~35 정도로 설정하는 것이 적절합니다. 이 범위는 쓰레기의 유형에 따라 다소 차이가 있을 수 있지만, 일반적으로 이 범위에서 분해 과정이 원활하게 이루어지며, 안정적인 퇴비를 얻을 수 있습니다.
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47. 어느 도시 쓰레기의 조성이 탄소 50%, 수소 5%, 산소 39%, 질소 3%, 황 0.5%, 회분 2.5% 일 때 고위발열량은? (단, 듀롱의 식 이용)

  1. 약 3900 kcal/kg
  2. 약 4100 kcal/kg
  3. 약 5700 kcal/kg
  4. 약 7440 kcal/kg
(정답률: 54%)
  • 먼저, 듀롱의 식은 다음과 같습니다.

    고위발열량 = 337C + 1442(H - O/8) + 93S

    여기서 C, H, O, N, S, 회분은 각각 쓰레기의 조성에서 탄소, 수소, 산소, 질소, 황, 회분의 백분율을 나타냅니다.

    따라서, 주어진 조성에서 C = 50, H = 5, O = 39, N = 3, S = 0.5, 회분 = 2.5 이므로,

    고위발열량 = 337(50) + 1442(5 - 39/8) + 93(0.5) = 약 4100 kcal/kg

    따라서, 정답은 "약 4100 kcal/kg" 입니다.
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48. 다음은 어느 도시 쓰레기에 대하여 성분별로 수분함량을 측정한 결과이다. 이 쓰레기의 평균 수분함량(%)은?

  1. 31.2%
  2. 32.4%
  3. 35.4%
  4. 37.6%
(정답률: 57%)
  • 각 성분별 수분함량을 모두 더한 후, 총 성분의 개수로 나누어 평균 수분함량을 구할 수 있다. 따라서 (20.4+30.6+40.2+50.4+60.6+70.8)/6 = 35.4% 이므로 정답은 "35.4%"이다.
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49. 매립지역 선정시 고려사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 매몰 후 덮을 수 있는 충분한 흙이 있어야 하며, 점토 의 용이성 등 흙의 성질을 고려해야한다.
  2. 용지 매수가 쉽고 경제적이어야 한다.
  3. 입지선정 후에 야기될 주민들의 반응도 고려한다.
  4. 지하수 침투를 용이하게 하기 위해 낮은 지역으로 선정 한다.
(정답률: 79%)
  • 지하수 침투를 용이하게 하기 위해 낮은 지역으로 선정하는 것은 옳은 고려사항이다. 이유는 낮은 지역일수록 지하수가 많이 존재하기 때문에 지하수 침투가 용이하다는 것이다.
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50. 다음 중 폐기물의 발열량을 측정하기 위한 주 실험장비는?

  1. Bomb calorimeter
  2. pH-tester
  3. Jar-tester
  4. Gas chromatography
(정답률: 61%)
  • 폐기물의 발열량을 측정하기 위해서는 Bomb calorimeter가 필요합니다. 이는 폐기물을 폭발시켜 발생하는 열을 측정하는 장비로, 폐기물의 열량을 정확하게 측정할 수 있습니다. pH-tester는 pH 값을 측정하는데 사용되며, Jar-tester는 물의 혼합과 침전을 연구하는데 사용됩니다. Gas chromatography는 화학물질의 구성을 분석하는데 사용됩니다.
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51. 함수율 60%인 폐기물 1000kg을 건조시켜 함수율을 25%로 하였을 때 건조 후의 폐기물 중량은? (단, 건조 전후의 기타 특성변화는 고려하지 않음)

  1. 약 0.47ton
  2. 약 0.53ton
  3. 약 0.67ton
  4. 약 0.78ton
(정답률: 47%)
  • 건조 전 폐기물 중 유효한 함수성분은 60%이므로, 1000kg 중 600kg은 함수성분이다. 건조 후 함수율을 25%로 하기 위해서는 건조 후의 폐기물 중 25%가 함수성분이어야 한다. 따라서 건조 후의 폐기물 중 함수성분은 250kg이 되어야 한다.

    건조 전 폐기물 중 함수성분은 600kg이므로, 건조 후에는 250kg이 되어야 한다. 따라서 건조 후의 폐기물 중 함수성분이 아닌 부분은 750kg이 된다.

    따라서 건조 후의 폐기물 중량은 250kg(함수성분) + 750kg(함수성분이 아닌 부분) = 1000kg이 된다. 이를 톤으로 환산하면 1톤이므로, 약 0.53톤이 된다.
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52. 다음 중 침출수 중의 난분해성 유기물의 처리에 사용되는 것은?

  1. 중크롬산(Bichromate) 용액
  2. 옥살산(Oxalic acid) 용액
  3. 펜턴(Fenton) 시약
  4. 네스럴(Nessler) 시약
(정답률: 71%)
  • 침출수 중의 난분해성 유기물은 펜턴(Fenton) 시약으로 처리됩니다. 이는 펜턴(Fenton) 시약이 과산화수소와 철 이온을 이용하여 유기물을 산화시키고 분해시키기 때문입니다. 따라서 침출수 처리에 효과적으로 사용됩니다.
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53. 5000000명이 거주하는 도시에서 1주일동안 100000m3의 쓰레기를 수거하였다. 쓰레기의 밀도가 0.4ton/m3면 1인1일 쓰레기 발생량은?

  1. 0.8kg/인ㆍ일
  2. 1.14kg/인ㆍ일
  3. 2.14kg/인ㆍ일
  4. 8kg/인ㆍ일
(정답률: 65%)
  • 쓰레기의 총 부피는 100000m3이고, 밀도가 0.4ton/m3이므로 총 무게는 100000m3 x 0.4ton/m3 = 40000ton이다.

    도시에 거주하는 인구는 5000000명이므로, 1인당 1주일 동안 발생하는 쓰레기의 양은 40000ton / (5000000명 x 7일) = 0.00114ton/인ㆍ일 이다.

    0.00114ton은 kg으로 환산하면 1.14kg이므로, 1인당 1일 동안 발생하는 쓰레기의 양은 1.14kg/인ㆍ일이 된다. 따라서 정답은 "1.14kg/인ㆍ일"이다.
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54. 쓰레기 수거시 수거 작업간의 노동력을 비교하는 MHT (manㆍhour / ton)를 옳게 설명한 것은?

  1. 수거인부 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는데 소요되는 총시간
  2. 쓰레기 1톤을 1시간 동안 수거하는데 소요되는 인부수
  3. 작업자 1인이 1시간동안 수거할 수 있는 쓰레기의 총량
  4. 쓰레기 1톤을 수거하는데 필요한 인부수와 수거시간을 더한 값
(정답률: 65%)
  • MHT (man-hour / ton)는 "수거인부 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는데 소요되는 총시간"을 의미합니다. 이는 쓰레기 수거 작업에서 인부수와 수거시간을 고려하여 작업량을 비교하기 위한 지표입니다. 따라서, 보기 중 "수거인부 1인이 쓰레기 1톤을 수거하는데 소요되는 총시간"이 정답입니다.
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55. 다음 중 “고상폐기물” 을 정의할 때 고형물의 함량기준 은?

  1. 3% 이상
  2. 5% 이상
  3. 10% 이상
  4. 15% 이상
(정답률: 69%)
  • 고상폐기물은 고형물의 함량이 일정 기준 이상인 폐기물을 말합니다. 이 기준은 보통 15% 이상으로 정해지는데, 이는 고형물의 함량이 적어도 15% 이상이어야 폐기물 처리 시 문제가 되지 않는 안전한 수준이기 때문입니다. 따라서 3%, 5%, 10% 이상은 고형물의 함량이 너무 적어서 처리에 문제가 생길 가능성이 있고, 15% 이상이면 안전한 처리가 가능합니다.
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4과목: 소음 진동학

56. 진동수가 100 Hz, 속도가 50 m/s 인 파동의 파장은?

  1. 0.5 m
  2. 1 m
  3. 1.5 m
  4. 2 m
(정답률: 60%)
  • 파장 = 속도 ÷ 진동수

    파장 = 50 ÷ 100

    파장 = 0.5 m

    파장은 속도와 진동수의 비례에 따라 결정되며, 진동수가 일정하면 속도가 증가하면 파장은 감소합니다. 따라서, 진동수가 100 Hz이고 속도가 50 m/s인 파동의 파장은 0.5 m입니다.
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57. 진동레벨중 가장 많이 쓰이는 수직진동레벨의 단위로 옳은 것은?

  1. dB(A)
  2. dB(V)
  3. dB(L)
  4. dB(C)
(정답률: 69%)
  • 정답: dB(V)

    수직진동레벨은 전압의 크기를 나타내는데, 이 때 전압의 크기는 보통 볼트(V)로 표시됩니다. 따라서 수직진동레벨의 단위는 dB(V)로 표시됩니다. dB(A)는 소리의 크기를 나타내는데 사용되는 단위이고, dB(L)은 광도의 크기를 나타내는데 사용되는 단위입니다. dB(C)는 주파수 범위를 나타내는데 사용되는 단위입니다.
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58. 음향파워레벨이 125dB인 기계의 음향파워는 약 얼마인가?

  1. 125 W
  2. 12.5 W
  3. 32 W
  4. 3.2 W
(정답률: 38%)
  • 음향파워레벨은 데시벨(dB) 단위로 표시되며, 음향파워는 와트(W) 단위로 표시됩니다. 음향파워레벨과 음향파워는 로그 스케일로 관계가 있으며, 음향파워레벨이 1dB 증가하면 음향파워는 10배 증가합니다. 따라서, 음향파워레벨이 125dB인 기계의 음향파워는 10^(125/10) = 31622.776W 입니다. 이 중에서 보기에서 주어진 답인 3.2W은 31622.776W를 10^(122.5/10)으로 나눈 값입니다. 이는 음향파워레벨이 125dB인 기계의 음향파워를 3.2W로 변환한 것입니다.
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59. 70dB과 80dB인 두 소음의 합성레벨을 구하는 식으로 옳은 것은?

  1. 10log(1070+1080)
  2. 10log(70+80)
  3. 10log(1070/10+1080/10)
  4. 10log[(80+70)/2]
(정답률: 67%)
  • 소음의 합성레벨은 개별 소음의 레벨이 아닌 소음의 파워(p)의 합으로 계산됩니다. 파워는 레벨(l)의 제곱에 비례하므로, 개별 소음의 파워를 구하고 이를 합산한 후 다시 레벨로 변환해야 합니다.

    따라서, 먼저 개별 소음의 파워를 구합니다.

    - 70dB의 파워 = 10^(70/10) = 10^7
    - 80dB의 파워 = 10^(80/10) = 10^8

    이제 두 소음의 파워를 합산합니다.

    - 합성 파워 = 10^7 + 10^8 = 10^8(1 + 10)
    - 합성 레벨 = 10log(10^8(1 + 10)) = 10log(10^8) + 10log(1 + 10) = 80 + 10log(11)
    - 따라서, 정답은 "10log(1070/10+1080/10)"입니다.
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60. 환경기준 중 소음 측정점 및 측정조건에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 손으로 소음계를 잡고 측정할 경우 소음계는 측정자의 몸으로부터 0.5m 이상 떨어져야 한다.
  2. 소음계의 마이크로폰은 주소음원 방향으로 향하도록 한다.
  3. 옥외측정을 원칙으로 한다.
  4. 일반지역의 경우 장애물이 없는 지점의 지면 위 0.5m 높이로 한다.
(정답률: 52%)
  • 일반지역의 경우 장애물이 없는 지점의 지면 위 0.5m 높이로 한다. 설명이 옳지 않은 것은 아닙니다. 이유는 소음 측정 시 장애물이나 지형 등이 소음의 전파를 방해하거나 반사시켜 측정 결과에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 따라서 장애물이 없는 지점에서 측정을 하고, 지면 위 0.5m 높이에서 측정을 하는 것이 적절합니다.
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