9급 지방직 공무원 환경공학개론 필기 기출문제복원 (2017-12-16)

9급 지방직 공무원 환경공학개론 2017-12-16 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 환경공학개론
(2017-12-16 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 일반적인 가정하수의 BOD 측정 방법과 지표로서의 특성에 관한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. BOD는 물 속의 유기물량을 표시하기 위하여 사용되는 대표적인 지표 항목이다.
  2. 시료를 혐기성 조건에서 배양하여 유기물을 분해하는 과정에서 소모된 산소량을 측정하는 방법이다.
  3. 시료 중의 유기물 분해가 거의 종료되면 질소화합물의 산화가 일어나 산소를 소모하므로 질소 성분을 다량 함유한 시료는 질산화 억제제를 별도로 첨가한다.
  4. 가정하수의 경우 20°C에서 일반적으로 5일이 경과되면 60～70%, 20일이 경과되면 95～99%의 유기물이 분해된다.
(정답률: 88%)
  • BOD(생화학적 산소 요구량)는 미생물이 유기물을 분해할 때 소비하는 산소량을 측정하는 것이므로, 반드시 산소가 존재하는 호기성 조건에서 배양해야 합니다.
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2. 「폐기물관리법 시행령」상 지정폐기물은?

  1. 폐유기용제
  2. 폐목재
  3. 금속 조각
  4. 동물의 분뇨
(정답률: 84%)
  • 폐유기용제는 「폐기물관리법 시행령」상 목록에 의한 지정폐기물(할로겐족 및 기타 폐유기용제)에 해당합니다. 지정폐기물은 부식성, 반응성, 유해성 등이 강해 특별한 관리가 필요한 폐기물을 의미합니다.
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3. 비산먼지 저감 대책에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 도로의 경우 비포장도로와의 접속 구간에는 세륜장치를 설치하고, 포장도로 인접 지역은 녹지화로 바람에 의한 먼지 발생원을 제거한다.
  2. 먼지를 다량 배출하는 업소의 경우 분쇄기, 저장 싸이로와 같은 먼지 발생 시설을 개방하여 먼지 양을 희석할 수 있도록 조치해야 한다.
  3. 공사장의 비산먼지 저감을 위하여 먼지 발생 주변에 방진망을 설치함으로써 인근 주민을 비산먼지로부터 보호해야 한다.
  4. 야적장 비산먼지 발생 억제를 위하여 야적물에 대한 표면 경화제 또는 보습제 살포 등을 실시한다.
(정답률: 89%)
  • 비산먼지 저감을 위해서는 먼지 발생 시설을 개방하여 희석하는 것이 아니라, 밀폐하거나 덮개를 설치하여 먼지가 외부로 유출되지 않도록 차단해야 합니다.
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4. 염소 소독 공정에서 염소에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 차아염소산(HOCl) 및 차아염소산이온(OCl-)으로 존재하는 염소를 유리염소라고 한다.
  2. pH가 낮을수록 차아염소산이온(OCl-) 형태로 존재하는 비율이 높아지고, pH가 높을수록 차아염소산(HOCl) 형태로 존재하는 비율이 높아진다.
  3. 차아염소산(HOCl)이 차아염소산이온(OCl-)에 비하여 살균 효율이 높다.
  4. 차아염소산(HOCl)이 수중의 암모니아와 결합하면 클로라민이 생성된다.
(정답률: 85%)
  • 유리염소의 형태는 pH에 따라 결정되며, pH가 높을수록 염기성 조건이 되어 차아염소산이온($\text{OCl}^{-}$)의 비율이 증가하고, pH가 낮을수록 산성 조건이 되어 차아염소산($\text{HOCl}$)의 비율이 증가합니다.
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5. 어떤 폐수처리장에서 BOD 400mg/l의 폐수가 1,000m3/day로 유입되고, BOD 1,000mg/l의 슬러지 탈수액이 200m3/day로 유입될 때, 최종 방류수의 BOD가 50mg/l였다면 BOD 제거율[%]은?

  1. 80
  2. 85
  3. 90
  4. 95
(정답률: 78%)
  • 먼저 유입되는 두 폐수의 혼합 BOD 농도를 구한 뒤, 최종 방류수 농도를 이용하여 제거율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C_{m} = \frac{C_{1}Q_{1} + C_{2}Q_{2}}{Q_{1} + Q_{2}}, \quad \text{제거율} = \frac{C_{m} - C_{e}}{C_{m}} \times 100$
    ② [숫자 대입] $C_{m} = \frac{400 \times 1000 + 1000 \times 200}{1000 + 200} = 500, \quad \text{제거율} = \frac{500 - 50}{500} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{제거율} = 90$
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6. 수중의 암모니아성 질소를 탈기하기 위하여 pH를 10.25로 높였을 때 암모니아 가스의 비율{}은 약 얼마인가? (단, NH4+⇄NH3＋H+ 반응의 평형상수는 이며 [ ]는 몰 농도를 나타낸다)

  1. 81
  2. 86
  3. 91
  4. 99
(정답률: 70%)
  • 암모니아성 질소의 탈기 비율은 평형상수 $K_{a}$와 수소이온농도 $[H^{+}]$의 관계를 통해 구할 수 있습니다. pH가 10.25이므로 $[H^{+}] = 10^{-10.25}$입니다.
    ① [기본 공식] $\text{NH}_{3}(\%) = \frac{K_{a}}{K_{a} + [H^{+}]} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{NH}_{3}(\%) = \frac{10^{-9.25}}{10^{-9.25} + 10^{-10.25}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{NH}_{3}(\%) = 90.9 \approx 91$
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7. 부영양화를 제어하기 위하여 생물학적으로 질소를 제거하고자 하는 탈질(Denitrification) 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 알칼리도가 소모된다.
  2. 유기물이 필요하다.
  3. 무산소(anoxic) 환경이 조성되어야 한다.
  4. 질산이온이나 아질산이온을 질소 가스로 변화시켜 제거하는 공정이다.
(정답률: 64%)
  • 탈질 공정은 질산이온($NO_3^-$)이나 아질산이온($NO_2^-$)을 무산소 조건에서 유기물을 이용하여 질소 가스($N_2$)로 환원시켜 제거하는 공정입니다. 이 과정에서 수소이온이 소비되어 알칼리도가 생성(증가)되므로, 알칼리도가 소모된다는 설명은 틀린 것입니다.
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8. 온실효과를 일으키는 잠재력을 표현한 값인 온난화지수(Global warming potential:GWP)가 큰 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. SF6>N2O>CH4>CO2
  2. CH4>CO2>SF6>N2O
  3. N2O>SF6>CO2>CH4
  4. CH4>N2O>SF6>CO2
(정답률: 87%)
  • 온난화지수(GWP)는 $CO_2$를 기준으로 각 온실가스가 지구 온난화에 기여하는 정도를 수치화한 것입니다. $SF_6$가 가장 높고, $N_2O$, $CH_4$, $CO_2$ 순으로 영향력이 큽니다.
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9. 굴뚝 측정공 위치에서 연기의 속도가 10m/sec, 굴뚝 높이에서의 평균 풍속이 180m/min일 때, 굴뚝 연기의 유효 상승높이가 10m라면 굴뚝의 직경 크기[m]는? (단, Holland식을 이용, 대기안정도는 중립상태이며, 굴뚝의 열배출속도(QH)는 무시한다)

  1. 1.0
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 2.5
(정답률: 56%)
  • Holland 식을 이용하여 열배출속도를 무시한 상태에서의 유효 상승높이와 굴뚝 직경의 관계를 계산합니다. 풍속 단위는 $m/min$에서 $m/sec$로 환산하여 적용해야 합니다.
    ① [기본 공식] $H = 1.5 \times \frac{V_s}{U} \times D$
    ② [숫자 대입] $10 = 1.5 \times \frac{10}{180/60} \times D$
    ③ [최종 결과] $D = 2.0$ m
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10. 광화학스모그에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 로스앤젤레스형 스모그라고 한다.
  2. 알데히드(RCHO)는 광화학스모그 성분 중 하나이다.
  3. 광화학반응에 의해 NO2는 오존을 생성한다.
  4. 광화학스모그는 여름철 저녁 시간에 주로 발생한다.
(정답률: 87%)
  • 광화학스모그는 이름 그대로 빛(광)에 의한 화학 반응으로 발생하므로, 태양 복사 에너지가 강한 여름철 낮 시간에 주로 발생합니다.
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11. 내분비계 장애물질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. DDT(Dichloro-diphenyl-trichloroethane)는 살충제로 사용되었으며 생물의 번식을 방해하는 물질이다.
  2. 환경호르몬인 DES(Diethyl-stilbestrol)는 자연적인 에스트로겐보다 강력한 세포 반응을 유발한다.
  3. 비스페놀 A(Bisphenol A)는 캔 내부 코팅질 등에서 검출된다.
  4. 다이옥신은 소각로가 위치한 곳에서 주로 유기화합물의 연소에 의해 발생되며, 화학적으로 매우 불안정하여 단백질 수용체와 결합하여 암을 발생시킨다.
(정답률: 77%)
  • 다이옥신은 열화학적으로 매우 안정된 구조를 가지고 있어 자연계에서 쉽게 분해되지 않고 오랫동안 잔류하는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    화학적으로 매우 불안정하여: 다이옥신은 화학적으로 매우 안정하여 분해가 어렵습니다.
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12. 토양오염 정화 공정이 아닌 것은?

  1. 토양세척
  2. 고형화/안정화
  3. 열탈착
  4. 토양매몰
(정답률: 83%)
  • 토양오염 정화는 오염물질을 제거하거나 무해화하는 공정으로, 토양세척, 고형화/안정화, 열탈착 등이 포함됩니다. 반면 토양매몰은 오염된 토양을 단순히 묻는 것으로 정화 공정에 해당하지 않습니다.
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13. 생물들 간의 상호 작용에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 생물들이 서로 협력하여 서로 이익이 되는 것을 상리공생이라고 한다.
  2. 한쪽 생물만 이익을 얻고, 다른 생물은 피해를 입는 것을 기생이라고 한다.
  3. 콩과식물과 뿌리혹박테리아는 대표적인 편리공생의 예이다.
  4. 식물은 빛을 서로 빼앗고, 동물은 먹이나 생식지를 서로 빼앗는 현상을 경쟁이라고 한다.
(정답률: 75%)
  • 콩과식물과 뿌리혹박테리아는 식물은 질소를 제공받고 박테리아는 영양분을 제공받아 서로 이익을 주고받는 상리공생 관계입니다.

    오답 노트
    편리공생: 한쪽만 이익을 얻고 다른 쪽은 영향이 없는 관계
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14. 초기 수분 함량이 80%인 폐기물 1kg을 건조시킨 후, 수분 함량이 50%가 되도록 하였다. 건조 후 폐기물의 질량[kg]은?

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 0.5
  4. 1.0
(정답률: 80%)
  • 건조 전후의 고형물(Dry Solid) 질량은 변하지 않는다는 원리를 이용하여 최종 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$M_{final} = \frac{M_{initial} \times (1 - W_{initial})}{1 - W_{final}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M_{final} = \frac{1 \times (1 - 0.8)}{1 - 0.5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$M_{final} = 0.4$$
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15. 음압레벨(SPL)을 계산하는 식으로 옳은 것은? (단, P0는 기준 음압, P는 대상 음압의 실효치이다)

(정답률: 80%)
  • 음압레벨(SPL)은 기준 음압 $P_0$ 대비 측정 음압 $P$의 비율을 로그 스케일로 나타낸 값으로, 전압이나 음압과 같은 진폭 성분은 $20\log$를 사용합니다.
    $$SPL = 20\log_{10}(\frac{P}{P_0})$$
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16. 총고형물(Total solids:TS)이 70%, 총고정성 고형물(Total fixed solids:TFS)이 49%, 총용존성 고형물(Total dissolved solids:TDS)이 18%, 휘발성 부유고형물(Volatile suspended solids:VSS)이 13%일 때 고정성 부유고형물(Fixed suspended solids:FSS)의 비율[%]은?

  1. 39
  2. 45
  3. 55
  4. 62
(정답률: 59%)
  • 총고형물(TS)은 부유고형물(TSS)과 용존고형물(TDS)의 합이며, 부유고형물은 다시 휘발성(VSS)과 고정성(FSS)으로 나뉩니다.
    ① [기본 공식] $\text{FSS} = (\text{TS} - \text{TDS}) - \text{VSS}$
    ② [숫자 대입] $\text{FSS} = (70 - 18) - 13$
    ③ [최종 결과] $\text{FSS} = 39$
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17. 다른 두 음원에서 발생한 소음을 수음자 위치에서 측정한 음압레벨이 각각 60dB과 70dB이었다. 이 때, 두 소음의 합성 음압레벨[dB]은? (단, log(11×105)＝6.04, log(11×106)＝7.04, log(6.5×106)＝6.81, log(6.5×107)＝7.81이다)

  1. 60.4
  2. 68.1
  3. 70.4
  4. 78.1
(정답률: 63%)
  • 여러 음원에서 발생하는 소음의 합성 음압레벨은 각 음압레벨의 에너지 합의 로그 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = 10 \log(10^{\frac{L_1}{10}} + 10^{\frac{L_2}{10}})$
    ② [숫자 대입] $L = 10 \log(10^6 + 10^7) = 10 \log(11 \times 10^6)$
    ③ [최종 결과] $L = 10 \times 7.04 = 70.4$
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18. 수질 분석 결과, 칼슘(M.W.＝40)과 마그네슘(M.W.＝24) 이온이 동일한 농도[mg/l]로 나타났다. 이 때, 총경도가 66mg/l as CaCO3(M.W.＝100)라면 칼슘의 농도[mg/l]는 약 얼마인가? (단, 시료 내 다른 경도 유발물질은 존재하지 않는다)

  1. 2
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 58%)
  • 총경도는 각 경도 성분의 농도를 $\text{CaCO}_3$ 환산 농도로 합산하여 계산합니다. 칼슘과 마그네슘의 농도가 동일하므로 이를 $x$로 두고 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Total Hardness} = \frac{x}{40} \times 100 + \frac{x}{24} \times 100$
    ② [숫자 대입] $66 = 2.5x + 4.17x$
    ③ [최종 결과] $x = 9.88 \approx 10$
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19. 폐기물의 퇴비화(Composting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 퇴비화는 미생물에 의해서 유기물을 분해시키고, 분해를 촉진하기 위해서는 적당한 크기로 폐기물을 분쇄하여야 한다.
  2. 호기성 퇴비화는 반응 속도가 빨라 퇴비 생산 기간을 단축시킨다.
  3. 퇴비화는 공기 주입, 혼합, 온도 조절이 필요 조건이며 수분이 함유되어 있어야 한다.
  4. 잎사귀와 옥수숫대, 볏짚단과 종이는 C/N비가 낮으나 퇴비화가 종료된 후에는 이 값이 상승한다.
(정답률: 79%)
  • 잎사귀, 옥수숫대, 볏짚단, 종이와 같은 유기물은 탄소 함량이 높아 C/N비가 높으며, 미생물이 유기물을 분해하며 탄소를 소비함에 따라 퇴비화가 진행될수록 C/N비는 점차 낮아집니다.
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20. 토양 산성화의 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 토양이 산성화 되면 토양 내의 Al3+과 Mn2+이 용해되어 작물에 유해하게 된다.
  2. 산성토양에서는 미생물의 활동이 저하되어 토양이 노후화된다.
  3. 산성토양에서는 Al3+의 활성화가 저하되며 인산과 결합하지 않는다.
  4. 산성토양에서는 토양 내의 Ca2+이 유출되어 토양에서 Ca2+의 결핍이 생긴다.
(정답률: 64%)
  • 토양이 산성화되면 $\text{Al}^{3+}$의 용해도가 증가하여 활성화되며, 이는 인산과 결합하여 불용성 인산알루미늄을 형성함으로써 작물의 인산 흡수를 방해합니다.
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