9급 지방직 공무원 환경공학개론 필기 기출문제복원 (2014-06-21)

9급 지방직 공무원 환경공학개론 2014-06-21 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 환경공학개론
(2014-06-21 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 하수의 염소소독에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 염소소독 시설은 염소의 독성 때문에 사고에 대비한 안전 및 제해설비가 필요하다.
  2. 염소소독은 발암성 물질인 THM을 생성시킬 수 있다.
  3. 염소의 살균 효율은 잔류염소의 농도와 형태, pH와 온도, 불순물 농도, 접촉시간 등에 따라 달라진다.
  4. 염소를 하수에 주입하면 HOCl, OCl-, 결합잔류염소 등의 형태가 되며, 살균력은 결합잔류염소가 가장 강하다.
(정답률: 90%)
  • 염소를 하수에 주입하면 생성되는 성분 중 살균력은 $HOCl$ (차아염소산)이 가장 강하며, 결합잔류염소의 살균력은 가장 낮습니다.

    오답 노트
    살균력은 결합잔류염소가 가장 강하다: $HOCl$이 가장 강합니다.
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2. 환경문제 해결을 위한 국제협약과 그 내용이 옳게 짝지어진 것은?

  1. 런던협약－폐기물의 투기로 인한 해양오염의 방지
  2. 람사르협약－오존층 파괴 물질에 대한 관리
  3. 몬트리올의정서－유해폐기물의 국가간 이동 및 처리 규제
  4. 바젤협약－물새 서식지로서 국제적으로 주요한 습지의 보호
(정답률: 73%)
  • 런던협약은 폐기물의 해양 투기로 인한 해양오염을 방지하기 위해 체결된 협약입니다.

    오답 노트
    람사르협약: 물새 서식지로서 국제적으로 중요한 습지 보호
    몬트리올의정서: 오존층 파괴 물질 관리
    바젤협약: 유해폐기물의 국가 간 이동 및 처리 규제
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3. F/M비는 유입 유기물량과 활성슬러지 미생물량의 비를 말한다. 유입수의 BOD 농도가 200mg/L, 유량 10,000m3/day이고, 폭기조의 용량은 2,500m3이며 MLSS농도가 2,000mg/L일 때 F/M비[kg-BOD/kg-MLSS·day]는?

  1. 0.2
  2. 0.3
  3. 0.4
  4. 0.5
(정답률: 87%)
  • F/M비는 유입되는 유기물 부하량(BOD)을 폭기조 내의 미생물 총량(MLSS)으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $F/M = \frac{Q \times S}{V \times X}$
    ② [숫자 대입] $F/M = \frac{10000 \times 0.2}{2500 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $$F/M = 0.4$
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4. 토양오염 복원 시 투수성 반응벽체 공법을 이용할 경우 주요 설계 고려 사항이 아닌 것은?

  1. 오염대 주변의 식생 특성
  2. 제거 대상 오염물질의 특성
  3. 오염된 부지의 수리지질학적 특성
  4. 처리과정에서 미생물에 의한 영향
(정답률: 64%)
  • 투수성 반응벽체(PRB) 공법은 지하수 흐름 경로에 반응재를 설치하여 오염물질을 제거하는 기술이므로, 오염물질의 화학적 특성, 지하수의 흐름을 결정하는 수리지질학적 특성, 반응재 내 미생물 활성 등이 핵심 설계 요소입니다.

    오답 노트
    오염대 주변의 식생 특성: 지하수 흐름과 반응벽체 내부의 화학적/생물학적 반응과는 직접적인 관련이 없습니다.
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5. 관개용수의 수질을 분석하여 다음의 측정값을 얻었다. 이 물의 나트륨흡착비(SAR)는?

(단, 원자량:Ca＝40, Mg＝24, Na＝23, S＝32, O＝16, N＝14, Cl＝35.5)

  1. 1.8
  2. 2.5
  3. 2.9
  4. 3.5
(정답률: 80%)
  • 나트륨흡착비(SAR)는 칼슘, 마그네슘 이온 농도 대비 나트륨 이온 농도의 비율을 나타내며, 각 이온의 농도는 밀리당량(meq/L)으로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $SAR = \frac{Na^{+}}{\sqrt{\frac{Ca^{2+} + Mg^{2+}}{2}}}$
    ② [숫자 대입] $SAR = \frac{\frac{115}{23}}{\sqrt{\frac{\frac{80}{20} + \frac{48}{12}}{2}}}$
    ③ [최종 결과] $$SAR = 2.5$
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6. 수분함량 70%인 음식물 쓰레기와 수분함량 20%인 톱밥을 중량비 6:4로 섞은 혼합물의 평균 수분함량[%]은?

  1. 30
  2. 40
  3. 50
  4. 60
(정답률: 88%)
  • 두 물질을 혼합했을 때의 평균 수분함량은 각 성분의 수분함량과 중량비의 곱을 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{평균 수분함량} = (W_{1} \times C_{1}) + (W_{2} \times C_{2})$
    ② [숫자 대입] $\text{평균 수분함량} = (0.6 \times 0.7) + (0.4 \times 0.2)$
    ③ [최종 결과] $\text{평균 수분함량} = 0.5 = 50\%$
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7. 25℃, 1atm에서 대기 중 SO2의 농도가 0.049ppm일 경우, SO2의 질량농도[μg/m3]는? (단, 원자량은 S＝32, O＝16이고 25℃, 1atm에서 이상기체 1몰의 부피는 24.5L이다.)

  1. 64
  2. 128
  3. 142
  4. 284
(정답률: 67%)
  • 기체 농도의 ppm 단위를 질량농도로 변환하는 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{질량농도} = \frac{\text{ppm} \times \text{분자량}}{\text{몰부피}}$
    ② [숫자 대입] $\text{질량농도} = \frac{0.049 \times 64}{24.5}$
    ③ [최종 결과] $\text{질량농도} = 0.128 \text{ mg/m}^{3} = 128 \mu\text{g/m}^{3}$
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8. 대기권에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 대기권은 지구를 중심으로 중력에 의해 붙잡혀 있는 기체의 집합권역을 의미하며 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 구성되어 있다.
  2. 대류권에서는 수증기, 구름 및 강수의 대부분이 발생하고 고도가 높아질수록 기온이 낮아진다.
  3. 성층권에는 오존층이 존재하고 태양복사열이 흡수되므로 상층부의 더운 공기와 하층부의 찬 공기의 혼합이 활발하게 일어난다.
  4. 중간권에는 대기가 매우 희박하지만 질소와 산소의 비율은 지구표면과 유사하다.
(정답률: 82%)
  • 성층권은 고도가 높아질수록 기온이 상승하는 기온 역전층이 형성되어 대기가 매우 안정적이며, 상하층 간의 공기 혼합이 거의 일어나지 않는 것이 특징입니다.
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9. 수자원의 일반적인 수질특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지하수는 지표수에 비하여 일반적으로 경도가 크다.
  2. 호소의 부영양화를 일으키는 주요 원인물질은 질소와 인 성분이다.
  3. 하천 자정작용의 주요한 인자는 희석ㆍ확산작용과 미생물에 의한 분해작용이다.
  4. 오염되지 않은 빗물은 대기 중의 이산화탄소로 인하여 약알칼리성이 된다.
(정답률: 92%)
  • 오염되지 않은 빗물은 대기 중의 이산화탄소($CO_{2}$)가 용해되어 탄산($H_{2}CO_{3}$)을 형성하기 때문에 약산성을 띱니다.
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10. 풍속이 3m/s일 때, 높이가 100m이고 안지름이 2m인 굴뚝에서 황산화물을 포함하는 연기가 10m/s의 속도로 배출되고 있다면 굴뚝의 유효높이[m]는? (단, 연기와 대기의 온도차가 28℃ 이하로 연기상승은 ⊿H＝D(vs/U)1.5에 따른다.)

  1. 105
  2. 110
  3. 114
  4. 124
(정답률: 73%)
  • 굴뚝의 유효높이는 실제 굴뚝 높이에 연기 상승 높이를 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = h + D ( \frac{v_s}{U} )^{1.5}$
    ② [숫자 대입] $H = 100 + 2 ( \frac{10}{3} )^{1.5}$
    ③ [최종 결과] $H = 110$
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11. 대기의 기온역전 현상과 대기오염에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기온역전은 대기가 매우 안정된 상태를 나타내며, 오염물질의 수평이동을 막는 역할을 한다.
  2. 침강역전은 고기압대에서 기층이 하강하면서 발생하고, 수일 이상 지속되어 대기오염 사건을 일으키기도 한다.
  3. 전선역전은 따뜻한 공기가 찬 공기 위로 올라갈 때 생기는데, 이동성이기 때문에 대기오염 문제에 심각한 영향을 주지는 못한다.
  4. 복사역전은 겨울철 지표면 가까이에서 발생하여 몇 시간 후에 사라지나, 종종 초저녁에 퇴근길 자동차에서 발생하는 배기가스를 지표면에 정체시켜 고농도 오염물질에 따른 악영향을 유발한다.
(정답률: 56%)
  • 기온역전 현상은 대기가 매우 안정된 상태가 되어 공기의 수직 혼합을 방해함으로써 오염물질이 지표 부근에 정체되게 만들지만, 수평 이동을 막는 것은 아닙니다.

    오답 노트
    오염물질의 수평이동을 막는 역할: 수직 이동(확산)을 막는 것입니다.
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12. 도플러(Doppler) 효과에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 음원과 청취자 사이의 상대적인 운동에 따라 소리의 높낮이가 변한다.
  2. 음원이 멀어지는 경우 소리의 진동수는 작아진다.
  3. 음원이 멀어지는 경우 소리의 파장은 짧아진다.
  4. 기적을 울리는 기차가 지나간 후 그 기적 소리가 낮게 들린다.
(정답률: 79%)
  • 도플러 효과에 의해 음원이 관찰자로부터 멀어지면, 관찰자가 느끼는 파장은 길어지고 진동수는 작아져 소리의 높낮이가 낮게 들리게 됩니다.

    오답 노트
    음원이 멀어지는 경우 소리의 파장은 짧아진다: 파장은 길어집니다.
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13. MLSS농도 2,000mg/L로 운전되는 활성슬러지 공정에서 폭기조 혼합액 1L를 메스실린더에 옮겨서 30분 침강시켰을 때 슬러지의 계면이 178mL에서 형성되었고, 1시간 침강시켰을 때 계면이 136mL에서 형성되었다. 이 혼합액의 슬러지용량지표(SVI:sludge volume index)는?

  1. 21.0
  2. 68.0
  3. 78.5
  4. 89.0
(정답률: 68%)
  • 슬러지용량지표(SVI)는 MLSS 농도와 30분 침강 후의 슬러지 계면 높이를 이용하여 슬러지의 침강성과 농축도를 평가하는 지표입니다.
    ① [기본 공식] $SVI = \frac{SV_{30}}{MLSS}$
    ② [숫자 대입] $SVI = \frac{178}{2}$
    ③ [최종 결과] $SVI = 89.0$
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14. 호소에서 발생하는 성층현상의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 호소가 성층화되면 물의 대류작용이 억제된다.
  2. 성층화된 호소는 수심에 따라 밀도가 변화한다.
  3. 수심에 따른 물의 온도차로 인하여 성층현상이 발생한다.
  4. 영양염의 농도차로 인하여 봄과 가을에 성층이 심화된다.
(정답률: 81%)
  • 호소의 성층현상은 주로 수온 차이에 의한 밀도 변화로 발생하며, 봄과 가을에는 수온이 균일해지면서 대류가 활발해지는 전도 현상이 일어나 성층이 파괴됩니다. 영양염 농도차는 성층 심화의 주원인이 아닙니다.
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15. 하수처리장에서 설계부하(표면부하율)가 20m3/m2·day이고, 처리할 하수유량이 6,280m3/day인 경우 원형 침전조의 직경[m]은?

  1. 14.1
  2. 17.3
  3. 20.0
  4. 24.5
(정답률: 77%)
  • 표면부하율은 단위 면적당 처리 유량을 의미하며, 이를 통해 침전조의 필요 면적을 구한 뒤 원형 면적 공식을 이용하여 직경을 산출합니다.
    $$\text{Area} = \frac{Q}{v$$
    $$\text{Area} = \frac{6280}{20}$$
    $$\text{Diameter} = \sqrt{\frac{4 \times 314}{\pi}} = 20.0$$
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16. 산성 망간법 COD 실험에서 과망간산염(MnO4-)이 0.01M(몰농도) 소요되었다면, 이 시료의 CODMn[mg/L]는?

  1. 320
  2. 400
  3. 560
  4. 800
(정답률: 44%)
  • 산성 망간법에서 $\text{COD}_{\text{Mn}}$은 소모된 $\text{KMnO}_4$의 양에 화학당량(5몰당 1몰의 $\text{O}_2$ 대응)을 곱하여 산출합니다.
    $$\text{COD}_{\text{Mn}} = M \times 32 \times 5 \times 1000 \times V_{\text{sample}} / V_{\text{total}}$$ (단, 시료량 $100\text{mL}$ 기준 시)
    $$\text{COD}_{\text{Mn}} = 0.01 \times 32 \times 5 \times 1000 \times 100 / 1000$$
    $$\text{COD}_{\text{Mn}} = 400$$
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17. 도시폐기물의 선별에 많이 이용되는 트롬멜스크린의 주요 설계 및 운전 인자가 아닌 것은?

  1. 경사도
  2. 광투과도
  3. 회전속도
  4. 체 눈의 크기
(정답률: 86%)
  • 트롬멜스크린은 회전하는 원통형 체를 이용하여 입자 크기별로 폐기물을 선별하는 장치이므로, 물리적인 회전 속도, 경사도, 체 눈의 크기가 주요 설계 인자가 됩니다. 광투과도는 빛의 투과 정도를 나타내는 지표로, 물리적 선별 장치인 트롬멜스크린의 운전과는 무관합니다.
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18. 하수슬러지 혐기성 소화조의 설계와 운전에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 소화가스 내 메탄가스의 함량은 30~45% 정도이다.
  2. 고율소화조의 고형물체류시간(SRT)은 30~60일의 범위이다.
  3. 소화조의 온도가 중요한 인자이며, 일반적으로 고온소화는 55~60℃를 사용한다.
  4. pH 감소에 따른 소화효율 저하를 방지하기 위해 소화조의 총알칼리도는 100~500mg/L를 유지한다.
(정답률: 67%)
  • 혐기성 소화에서 온도는 미생물의 활성에 결정적인 영향을 미치는 인자이며, 고온소화는 일반적으로 $55 \sim 60^{\circ}C$ 범위에서 수행됩니다.

    오답 노트
    메탄가스 함량: 보통 $60 \sim 70\%$ 수준임
    고율소화조 SRT: 보통 $10 \sim 20$일 정도로 짧음
    총알칼리도: 보통 $2,000 \sim 5,000\text{mg/L}$ 수준으로 유지하여 pH 급락을 방지함
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19. 수평거리로 100m 떨어진 폐기물매립지의 두 지점에 관측정을 설치하고 지하수위를 관측하였다. 한 관측정의 수위가 3.0m, 다른 관측정의 수위가 2.9m로 측정되었을 때, 매립지 내에서 지하수의 평균속도[mm/day]는? (단, 매립지 내 지하수의 흐름은 Darcy 법칙을 따르고, 투수계수는 5m/day이다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 60%)
  • Darcy 법칙에 따라 지하수의 평균속도는 투수계수와 수위차에 의한 동수경사의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = K \times \frac{\Delta h}{L}$
    ② [숫자 대입] $v = 5 \times \frac{3.0 - 2.9}{100}$
    ③ [최종 결과] $v = 0.05\text{ m/day} = 5\text{ mm/day}$
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20. 야외 음악당의 무대로부터 100m 떨어진 관중석에서, 공연 중에 측정한 음압레벨이 평균 95dB이었다. 무대에 설치된 스피커가 유일한 음원이고 야외 음악당을 반자유공간으로 분류할 때, 음원의 음향파워레벨[dB]은? (단, 음향파워레벨＝음압레벨＋10·log10(음원방사표면적), log10(2π)＝0.8, log10(4π)＝1.1)

  1. 136
  2. 143
  3. 146
  4. 153
(정답률: 46%)
  • 반자유공간(반구형 방사)에서 음원의 음향파워레벨은 음압레벨에 방사 표면적($2\pi r^2$)의 로그값을 더해 구합니다.
    ① $L_w = L_p + 10 \log_{10}(2\pi r^2)$
    ② $L_w = 95 + 10 \log_{10}(2\pi \times 100^2) = 95 + 10(\log_{10}(2\pi) + \log_{10}(100^2))$
    ③ $L_w = 95 + 10(0.8 + 4) = 95 + 48 = 143 \text{ dB}$
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