9급 지방직 공무원 환경공학개론 필기 기출문제복원 (2010-05-22)

9급 지방직 공무원 환경공학개론
(2010-05-22 기출문제)

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1. 과망간산칼륨 폐수의 망간을 환원처리 후 제거하는 방법으로 사용할 수 없는 환원제는?

  1. 중크롬산칼륨
  2. 구리
  3. 아황산가스
  4. 티오황산나트륨
(정답률: 60%)
  • 중크롬산칼륨은 망간을 환원시키는 데에는 적합하지만, 동시에 중금속 중크롬을 발생시키기 때문에 과망간산칼륨 폐수의 망간을 제거하는 데에는 사용할 수 없습니다. 따라서 정답은 중크롬산칼륨입니다.
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2. 지구온난화지수(GWP)가 가장 낮은 물질은?

  1. SF6
  2. 메탄
  3. 아산화질소
  4. 이산화탄소
(정답률: 90%)
  • 지구온난화지수(GWP)란, 대기 중에 존재하는 온실가스가 지구 온도 상승에 미치는 영향을 나타내는 지표입니다. 이 지표가 낮을수록 지구 온도 상승에 미치는 영향이 적다는 것을 의미합니다.

    이산화탄소(CO2)는 지구온난화지수가 가장 낮은 물질 중 하나입니다. 이는 CO2가 대기 중에서 오랜 기간 동안 안정적으로 존재하며, 지구 온도 상승에 미치는 영향이 상대적으로 적기 때문입니다.

    반면, SF6, 메탄, 아산화질소는 모두 지구온난화지수가 높은 물질입니다. SF6은 대기 중에서 오랜 기간 동안 안정적으로 존재하며, 지구 온도 상승에 미치는 영향이 크기 때문입니다. 메탄과 아산화질소는 CO2보다 대기 중에서 더 짧은 기간 동안 존재하며, 지구 온도 상승에 미치는 영향이 크기 때문입니다.
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3. 수율이 90%인 슬러지를 농축하여 함수율 80%인 농축슬러지를 얻었다. 이 때 농축에 의한 슬러지의 부피감량률[%]은?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 83%)
  • 농축 전의 슬러지 100L 중 90L은 농축 후에도 남아있고, 10L만 농축되어 새로운 80% 슬러지를 만들었다. 따라서 농축에 의한 슬러지의 부피는 10L이고, 부피감량률은 (10/100) x 100 = 10%이다. 따라서 보기에서 정답은 "50"이 아니라 "40"이다.
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4. 부영양화를 제어하기 위한 고도처리공법 중 생물학적 인제거 공정의 운전조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 인제거 미생물에 의한 인의 과잉섭취를 도모하기 위해서는 혐기와 호기 조건이 반복되어야 한다.
  2. 침전조에서 반송된 슬러지는 혐기조 유입부로 투입된다.
  3. 질산염은 인방출을 촉진한다.
  4. 유출수내 인농도를 감소시키기 위해 금속염을 공정내 주입할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • "질산염은 인방출을 촉진한다."는 옳은 설명이다. 질산염은 미생물이 인을 더 쉽게 이용할 수 있는 형태로 변환시키기 때문에 인제거를 돕는 역할을 한다.
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5. 관거의 평균유속을 나타내는 Manning 공식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조도계수가 커지면 유속은 느려진다.
  2. 윤변이 커지면 유속은 빨라진다.
  3. 동수반경이 커지면 유속은 빨라진다.
  4. 동수구배가 커지면 유속은 빨라진다.
(정답률: 77%)
  • "조도계수가 커지면 유속은 느려진다."는 옳은 설명이다.

    윤변이 커지면 유속은 빨라진다는 이유는, 윤변이 커지면 수로 내부의 저항이 줄어들기 때문이다. 즉, 윤변이 작을 때는 수로 벽면과 물의 마찰이 크게 작용하여 유속이 느렸지만, 윤변이 커지면 벽면과 물의 마찰이 줄어들어 유속이 빨라진다. 이는 Manning 공식에서 동수반경이나 동수구배가 커질수록 유속이 빨라지는 것과도 일맥상통한다.
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6. 대기 복사와 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 태양복사에서 에너지 강도가 최대인 파장은 0.4 μm~0.5 μm 영역에 있다.
  2. 흑체의 단위 표면적에서 방출되는 단위 시간당 복사에너지는 표면온도의 4제곱에 비례한다.
  3. 태양과 지구의 흑체복사를 비교할 때 태양은 단파복사, 지구는 장파복사를 한다.
  4. 태양상수는 태양복사에서 에너지가 최대인 파장 값을 말한다.
(정답률: 76%)
  • "태양상수는 태양복사에서 에너지가 최대인 파장 값을 말한다." 이 설명이 옳지 않다. 태양상수는 단위 면적당 태양에서 지구로 전달되는 에너지의 양을 나타내는 값으로, 단위는 W/m²이다.
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7. 응집제 투여에 의한 콜로이드 입자의 응결 및 응집 형성 시 반응 기작에 해당하지 않는 것은?

  1. 이온 결합
  2. 표면전하 감소
  3. 입자간 가교 결합
  4. 흡착과 전기적 중화
(정답률: 61%)
  • 이온 결합은 응집제 투여에 의한 콜로이드 입자의 응결 및 응집 형성 시 반응 기작에 해당하지 않는 것입니다. 이유는 이온 결합은 물질 간 전자의 이동에 의해 생성되는 결합으로, 콜로이드 입자의 응집 및 응집 형성과는 직접적인 관련이 없기 때문입니다. 다른 보기들은 콜로이드 입자의 표면전하를 감소시키거나 입자간 가교 결합을 형성하거나 흡착과 전기적 중화를 통해 응집 및 응집 형성에 기여하는 반면, 이온 결합은 이러한 기작과는 관련이 없습니다.
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8. 진동과 관련된 용어의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 진동량 표기 시 진동변위는 실제 변위의 진폭을 의미한다.
  2. 진동량 표기 시 진동가속도는 진동속도의 시간에 대한 변화이다.
  3. 지반진동의 전파 시 종파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 일치한다.
  4. 지반진동의 전파 시 표면파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 수직이다.
(정답률: 71%)
  • 진동량 표기 시 진동가속도는 진동속도의 시간에 대한 변화가 아니라, 진동입자의 가속도를 의미한다.

    지반진동의 전파 시 표면파는 전파의 방향과 지반입자의 진동방향이 수직이다. 이는 지반진동이 표면에서 전파될 때, 지반입자가 수직으로 움직이기 때문이다.
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9. 활성슬러지 공법에서 주로 사용되는 화학유기영양계(Chemoorganotroph)의 탄소원과 에너지원이 바르게 연결된 것은?

  1. 탄소원: CO2, 에너지원: 유기물
  2. 탄소원: CO2, 에너지원: 무기물
  3. 탄소원: 유기물, 에너지원: 무기물
  4. 탄소원: 유기물, 에너지원: 유기물
(정답률: 84%)
  • 활성슬러지 공법에서는 유기물을 탄소원으로 사용하고, 이를 분해하여 에너지원으로 활용합니다. 따라서 정답은 "탄소원: 유기물, 에너지원: 유기물" 입니다. CO2는 활성슬러지 공법에서는 주로 중간생물이나 후생물에서 생성되는 무기물 탄소원으로 사용됩니다.
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10. 유해물질의 독성평가에서 일정시간 노출 시 대상 생물의 50%가 생존하는 독성물질의 농도를 지칭하는 것은?

  1. MOS
  2. TLm
  3. ED50
  4. NOEL
(정답률: 72%)
  • TLm은 "Lethal concentration for 50% of the test organisms"의 약자로, 독성물질의 농도를 나타내는 용어입니다. 일정 시간 동안 노출된 대상 생물의 50%가 생존하는 농도를 의미합니다. 따라서 유해물질의 독성평가에서 TLm은 중요한 지표 중 하나입니다. MOS는 "Margin of safety"의 약자로, 독성물질의 안전성을 평가하는 지표입니다. ED50은 "Effective dose for 50% of the test organisms"의 약자로, 독성물질의 효과를 나타내는 지표입니다. NOEL은 "No observed effect level"의 약자로, 독성물질의 최소 노출 농도를 나타내는 지표입니다.
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11. 완속모래 여과조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 휴믹산 등에 의한 천연발생 색도는 거의 제거되지 않는다.
  2. 역세척 과정이 없다.
  3. 여과조 표면에 적정량의 조류 생성은 여과효율에 도움이 된다.
  4. 용존성 유기물은 제거되지 않는다.
(정답률: 69%)
  • 여과조 표면에 적정량의 조류 생성은 여과효율에 도움이 된다는 것이 옳지 않은 설명입니다. 이유는 조류가 생길 경우 여과조 내부에서 생물학적인 작용이 일어나면서 여과효율이 떨어지기 때문입니다.

    용존성 유기물은 제거되지 않는 이유는 완속모래 여과조가 물 속에 떠다니는 미세한 물질을 걸러내는 물리학적인 방법이기 때문입니다. 따라서 용존성 유기물과 같은 물질은 분자 크기가 너무 작아서 걸러내지 못합니다. 이를 제거하기 위해서는 화학적인 처리가 필요합니다.
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12. 광화학스모그(Photochemical smog) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 복사역전에 의한 기온역전층 형성과 밀접한 관련이 있다.
  2. 석탄연료를 사용하는 공업지역의 주요 대기오염현상으로 시작되었다.
  3. 자동차가 많은 대도시 지역에서 주로 여름에 관측되는 대기오염현상이다.
  4. 광화학산화물인 오존의 농도는 저녁부터 증가하여 새벽녘에 최대가 된다.
(정답률: 93%)
  • 광화학스모그는 자동차가 많은 대도시 지역에서 주로 여름에 관측되는 대기오염현상이다. 이는 자동차와 산업 등에서 배출되는 질소산화물과 탄화수소가 태양광선과 반응하여 광화학적 반응이 일어나고, 이로 인해 오존과 다양한 유해물질이 생성되기 때문이다. 따라서 "자동차가 많은 대도시 지역에서 주로 여름에 관측되는 대기오염현상이다."가 옳은 설명이다.
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13. 토양의 양이온교환능력(CEC)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 토양 내 점토광물 함량이 높아지면 CEC 값은 낮아진다.
  2. CEC 표기단위는 meq/100 g soil이다.
  3. Ca2+ > K+ > Na+ 순으로 염기성 양이온의 교환이 일어난다.
  4. 산성비가 내리면, 토양 내 Ca2+ 등 양이온의 용탈이 일어난다.
(정답률: 84%)
  • "토양 내 점토광물 함량이 높아지면 CEC 값은 낮아진다."는 옳은 설명이다. 이유는 점토광물은 음이온을 흡착하는 능력이 높기 때문에, 양이온을 교환할 수 있는 자리가 적어지기 때문이다. 따라서 점토광물 함량이 높아질수록 CEC 값은 낮아진다.
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14. 전기집진기의 집진 효율은 Deutsch 방정식으로 표시할 수 있다. 어느 전기집진기의 작동조건에서 특정 입자에 대한 집진효율이 90%일 때, 겉보기 이동속도가 2배가 되는 새로운 입자를 같은 집진효율로 집진하기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 집진극의 면적을 4배로 늘리고, 유량을 1/2로 줄인다.
  2. 집진극의 면적을 2배로 늘리고, 유량을 1/4로 줄인다.
  3. 집진극의 면적을 1/2로 줄이고, 유량을 4배로 늘린다.
  4. 집진극의 면적을 1/4로 줄이고, 유량을 1/2로 줄인다.
(정답률: 55%)
  • Deutsch 방정식은 다음과 같다.

    $$eta = 1 - e^{-frac{Q cdot S}{A cdot V}}$$

    여기서 $eta$는 집진 효율, $Q$는 입자 유량, $S$는 집진극의 면적, $A$는 전기집진기의 효율적인 수집면적, $V$는 전기집진기 내의 체적이다.

    겉보기 이동속도가 2배가 되면, 입자 유량 $Q$는 2배가 된다. 이때 집진 효율이 90%로 유지되기 위해서는 Deutsch 방정식에서 $frac{Q cdot S}{A cdot V}$가 2배가 되어야 한다.

    따라서, 집진극의 면적 $S$를 줄이고 유량 $Q$를 줄이는 것이 옳다. 집진극의 면적을 1/4로 줄이면, $frac{S}{A}$는 1/4이 되고, 유량을 1/2로 줄이면 $frac{Q}{V}$는 1/2가 된다. 따라서, $frac{Q cdot S}{A cdot V}$는 $frac{1}{4} cdot 2 = frac{1}{2}$가 되어, 집진 효율이 90%로 유지된다.
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15. 실내 소음의 평가 척도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. LA는 수시로 변동하는 소음레벨을 평가하는 기본 척도이다.
  2. SIL은 장시간 생활하는 주거지역 환경 소음의 영향을 평가하는 척도이다.
  3. NC는 공조기 소음 등에 의한 광대역 정상 실내소음을 평가할 수 있다.
  4. PNC는 NC에 비해 저음역 및 고음역에서 엄격하게 평가되고 있다.
(정답률: 61%)
  • SIL은 주거지역 환경 소음뿐만 아니라 교통 소음, 산업 소음 등 다양한 소음 환경을 평가하는 척도이므로 "SIL은 장시간 생활하는 주거지역 환경 소음의 영향을 평가하는 척도이다."라는 설명이 옳지 않습니다.
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16. 폐기물 고형화 방법 중 배기가스를 탈황시킬 때 발생되는 슬러지(FGD 슬러지)의 처리에 많이 사용되는 방법은?

  1. 자가시멘트법
  2. 석회기초법
  3. 피막형성법
  4. 유리화법
(정답률: 84%)
  • 자가시멘트법은 FGD 슬러지를 시멘트 원료와 함께 가열하여 시멘트를 생성하는 방법이다. 이 방법은 FGD 슬러지를 안전하게 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 시멘트 생산에 필요한 원료를 대체할 수 있어 경제적인 효과도 있다. 또한, 시멘트 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량도 감소시킬 수 있다. 따라서, FGD 슬러지 처리에 가장 많이 사용되는 방법 중 하나이다.
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17. 하천의 용존산소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용존산소의 포화 농도는 총용존물질(TDS) 농도에 비례한다.
  2. 유기물의 호기성 분해에 의해 용존산소는 감소한다.
  3. 재포기에 의해 용존산소는 증가한다.
  4. Streeter-Phelps 식은 하천의 용존산소에 대한 모형 중의 하나이다.
(정답률: 94%)
  • "재포기에 의해 용존산소는 증가한다."는 옳지 않은 설명입니다.

    용존산소의 포화 농도는 총용존물질(TDS) 농도에 비례하는 이유는 TDS가 높을수록 물 분자와 결합하여 용존산소의 농도를 낮추기 때문입니다. 따라서 TDS가 낮을수록 용존산소의 포화 농도가 높아집니다.

    유기물의 호기성 분해에 의해 용존산소는 감소합니다. 호기성 분해는 유기물이 분해되면서 산소를 소비하기 때문입니다.

    재포기는 하천에서 오염물질을 제거하기 위한 처리 과정 중 하나입니다. 재포기에서는 산소를 공급하여 오염물질 분해를 촉진시키기 때문에 용존산소의 농도가 증가합니다.

    Streeter-Phelps 식은 하천에서 용존산소의 농도가 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 모형화한 것입니다.
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18. 오염 토양 및 지하수 정화기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 토양세척법(Soil flushing)은 토양내에 세척제를 주입해 줌으로써 중금속으로 오염된 토양 처리에 효과적이다.
  2. 공기주입법(Air sparging)은 오염된 불포화층에 공기를 공급함으로써 오염 물질의 휘발 및 생분해를 증진시키는 방법이다.
  3. 원위치 생물학적 공법(In-situ Bioremediation)은 미생물의 오염 물질 분해능력을 촉진시켜 오염 토양이나 지하수를 처리하는 기술이다.
  4. 토양경작법(Landfarming)은 오염 토양의 생물학적 처리 공법으로 유류오염 토양의 정화에 효과적이다.
(정답률: 60%)
  • 공기주입법(Air sparging)은 오염된 불포화층에 공기를 공급함으로써 오염 물질의 휘발 및 생분해를 증진시키는 방법이 맞는 설명이다. 따라서, 옳지 않은 것은 없다.
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19. 고요한 침전지에서 수중에 존재하는 독립 입자상 물질의 침전속도 증가 요인으로 옳지 않은 것은?

  1. 입자의 크기를 증가시킨다.
  2. 입자의 밀도를 증가시킨다.
  3. 수온을 감소시킨다.
  4. 물의 점성계수를 감소시킨다.
(정답률: 97%)
  • 수온을 감소시키면 물 분자들이 서로 더 가까워져서 분자 간 상호작용이 증가하게 되어 물의 점성계수가 증가하게 됩니다. 이로 인해 입자의 침전속도가 느려지게 됩니다. 따라서 "수온을 감소시킨다."는 옳지 않은 선택지입니다.
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20. 황사현상의 원인과 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 황사는 강한 바람이나 지형에 의해 만들어진 난류 등의 기상조건으로 인하여 다량의 모래와 먼지가 강풍을 따라 이동하여 지면 가까이 침적하면서 부유하거나 낙하하는 현상을 말한다.
  2. 우리나라에 영향을 미치는 황사의 발원지는 중국의 내몽골 고원, 고비사막 등이다.
  3. 황사가 발생하면 대기 중의 미세먼지 농도가 급격히 증가하며, 먼지입자가 호흡기를 통해 몸속에 들어갈 수 있으나 황사 입자에 유해물질이 함유되어 있지 않다면 호흡기 질환을 초래할 가능성은 거의 없다.
  4. 국제협력을 통해 중국 및 몽골의 황사발생지 특성을 조사하고 사막화 방지와 조림 사업을 추진하여 황사의 발생조건을 개선 해나가는 등의 황사대책이 필요하며, 황사의 농도와 성분 분석과 정확한 예보를 통해 피해를 줄이는 방법 외에는 국내 대책이 많지 않다.
(정답률: 96%)
  • "황사 입자에 유해물질이 함유되어 있지 않다면 호흡기 질환을 초래할 가능성은 거의 없다."는 옳지 않은 내용이다. 황사 입자에는 유해물질 뿐만 아니라 세균, 바이러스, 곰팡이 등이 함유될 수 있으며, 이들이 호흡기 질환을 유발할 수 있다. 따라서 황사 대책은 미세먼지 대책과 마찬가지로 적극적으로 추진되어야 한다.
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