9급 지방직 공무원 환경공학개론 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 환경공학개론 2019-06-15 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 환경공학개론
(2019-06-15 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 평균유량이 1.0m3/min인 Air sampler를 10시간 운전하였다. 포집 전 1,000mg이었던 필터의 무게가 포집 후 건조하였더니 1,060mg이 되었을 때, 먼지의 농도[μg/m3]는?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 79%)
  • 먼지의 농도는 포집된 먼지의 총 질량을 총 시료 채취 부피로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{W_2 - W_1}{Q \times t}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{1060 - 1000}{1.0 \times 60 \times 10 \times 60}$
    ③ [최종 결과] $C = 100$
    단, 농도 단위 변환을 위해 분자는 $\mu g$으로, 분모는 $m^3$로 환산하여 계산하였습니다.
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2. 호소의 부영양화로 인해 수생태계가 받는 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조류가 사멸하면 다른 조류의 번식에 필요한 영양소가 될 수 있다.
  2. 생물종의 다양성이 증가한다.
  3. 조류에 의해 생성된 용해성 유기물들은 불쾌한 맛과 냄새를 유발한다.
  4. 유기물의 분해로 수중의 용존산소가 감소한다.
(정답률: 88%)
  • 부영양화가 진행되면 특정 조류가 과도하게 번식하여 수생태계의 균형이 깨지므로 생물종의 다양성은 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    조류 사멸: 분해 과정에서 영양소 공급 및 산소 소모 유발
    용해성 유기물: 조류 대사 산물로 인해 불쾌한 맛과 냄새 발생
    용존산소 감소: 유기물 분해 시 미생물이 산소를 소비하여 발생
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3. 수중 용존산소(DO)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 생분해성 유기물이 유입되면 혐기성 미생물에 의해서 수중의 산소가 소모된다.
  2. 수중에 녹아 있는 염소이온, 아질산염의 농도가 높을수록 산소의 용해도는 감소한다.
  3. 수온이 높을수록 산소의 용해도는 감소한다.
  4. 물에 용해되는 산소의 양은 접촉하는 산소의 부분압력에 비례한다.
(정답률: 80%)
  • 용존산소(DO)의 소모 원리와 용해도 특성을 묻는 문제입니다.
    생분해성 유기물이 유입되었을 때 산소를 소모하며 분해하는 미생물은 혐기성 미생물이 아니라 호기성 미생물입니다.

    오답 노트
    염소이온/아질산염 농도 증가: 용해도 감소 (옳음)
    수온 상승: 용해도 감소 (옳음)
    부분압력 비례: 헨리의 법칙 (옳음)
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4. 호소에서의 조류증식을 억제하기 위한 방안으로 옳지 않은 것은?

  1. 호소의 수심을 깊게 해 물의 체류시간을 증가시킴
  2. 차광막을 설치하여 조류증식에 필요한 빛을 차단
  3. 질소와 인의 유입을 감소시킴
  4. 하수의 고도처리
(정답률: 85%)
  • 조류 증식을 억제하려면 영양염류 차단, 빛 차단, 체류시간 단축 등이 필요합니다.
    호소의 수심을 깊게 하여 체류시간을 증가시키면 조류가 성장할 수 있는 시간이 늘어나 오히려 증식을 촉진하게 되므로 옳지 않습니다.
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5. 완전혼합반응기에서의 반응식은? (단, 1차 반응이며 정상상태이고, rA: A물질의 반응속도, CA: A물질의 유입수 농도, CA0: A물질의 유출수 농도, θ: 반응시간 또는 체류시간이다)

(정답률: 67%)
  • 완전혼합반응기(CSTR)의 정상상태 물질수지 식을 찾는 문제입니다. 유입량과 유출량의 차이가 반응 속도와 체류시간의 곱과 같다는 원리를 이용합니다.
    $$\text{r}_A = \frac{\text{C}_A - \text{C}_{A0}}{\theta}$$
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6. BOD5 실험식에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, )

  1. DOi는 식종희석수의 5일 배양 후 용존산소 농도이다.
  2. DOf는 초기 용존산소 농도이다.
  3. DOi는 5일 배양 후 용존산소 농도이다.
  4. P는 희석배율이다.
(정답률: 80%)
  • BOD5 계산식 $\text{BOD}_5 = \frac{(\text{DO}_i - \text{DO}_f) - (\text{B}_i - \text{B}_f)(1 - P)}{P}$에서 각 기호의 의미를 정확히 파악하는 문제입니다.
    P는 시료를 얼마나 희석했는지를 나타내는 희석배율을 의미합니다.

    오답 노트
    DOi: 초기 용존산소 농도
    DOf: 5일 배양 후 용존산소 농도
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7. 대기오염 방지장치인 전기집진장치(ESP)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 비저항이 높은 입자(1012～1013Ωㆍcm)는 제어하기 어렵다.
  2. 수분함량이 증가하면 분진제어 효율은 감소한다.
  3. 가스상 오염물질을 제어할 수 없다.
  4. 미세입자도 제어가 가능하다.
(정답률: 53%)
  • 습식 전기집진은 먼지의 재비산 및 역전리 가능성을 줄여주기 때문에 분진제어 효율이 오히려 증가합니다.

    오답 노트
    비저항이 너무 높으면 전하 축적으로 인해 제어가 어렵습니다.
    전기집진기는 입자상 물질 제거 장치이므로 가스상 오염물질은 제어할 수 없습니다.
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8. 입자상 오염물질 중 하나로 증기의 응축 또는 화학반응에 의해 생성되는 액체입자이며, 일반적인 입자 크기가 0.5～3.0μm인 것은?

  1. 먼지(dust)
  2. 미스트(mist)
  3. 스모그(smog)
  4. 박무(haze)
(정답률: 67%)
  • 증기의 응축이나 화학반응을 통해 생성되는 액체 입자이며, 일반적으로 $0.5 \sim 3.0\mu m$ 크기를 갖는 오염물질은 미스트(mist)입니다.
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9. 지하수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지하수는 천층수, 심층수, 복류수, 용천수 등이 있다.
  2. 지하수는 하천수와 호소수 같은 지표수보다 경도가 낮다.
  3. 피압면 지하수는 자유면 지하수층보다 수온과 수질이 안정하다.
  4. 저투수층(aquitard)은 투수도는 낮지만 물을 저장할 수 있다.
(정답률: 86%)
  • 지하수는 지층의 암석 및 광물과 장시간 접촉하며 용해되기 때문에, 하천수나 호소수 같은 지표수보다 경도가 훨씬 높습니다.
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10. 일반적인 매립가스 발생의 변화단계를 바르게 나열한 것은?

  1. 호기성 단계 → 혐기성 단계 → 유기산 생성 단계(통성 혐기성 단계) → 혐기성 안정화 단계
  2. 혐기성 단계 → 유기산 생성 단계(통성 혐기성 단계) → 호기성 단계 → 혐기성 안정화 단계
  3. 호기성 단계 → 유기산 생성 단계(통성 혐기성 단계) → 혐기성 단계 → 혐기성 안정화 단계
  4. 혐기성 단계 → 호기성 단계 → 유기산 생성 단계(통성 혐기성 단계) → 혐기성 안정화 단계
(정답률: 69%)
  • 매립가스 발생은 산소 소비 상태에 따라 단계적으로 진행됩니다. 초기 혼입 공기로 인한 호기성 단계 $\rightarrow$ 산소 소비 후 유기산 등이 생성되는 유기산 생성 단계(통성 혐기성 단계) $\rightarrow$ 메탄 생성균이 활동하는 혐기성 단계 $\rightarrow$ 완전한 혐기성 분위기에서 분해가 지속되는 혐기성 안정화 단계 순으로 진행됩니다.
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11. 콜로이드(colloids)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 브라운 운동을 한다.
  2. 표면전하를 띠고 있다.
  3. 입자 크기는 0.001～1μm이다.
  4. 모래여과로 완전히 제거된다.
(정답률: 81%)
  • 콜로이드는 입자 크기가 $0.001 \sim 1\mu m$로 매우 작기 때문에, 일반적인 모래여과만으로는 완전히 제거하기 어렵습니다.
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12. 해양에 유출된 기름을 제거하는 화학적 방법에 해당하는 것은?

  1. 진공장치를 이용하여 유출된 기름을 제거한다.
  2. 비중차를 이용한 원심력으로 기름을 제거한다.
  3. 분산제로 기름을 분산시켜 제거한다.
  4. 패드형이나 롤형과 같은 흡착제로 유출된 기름을 제거한다.
(정답률: 78%)
  • 기름 제거 방법 중 분산제를 사용하여 기름을 작은 입자로 쪼개어 바닷물 속에 분산시키는 방법이 화학적 제거법에 해당합니다.

    오답 노트
    진공장치, 원심력, 흡착제 사용: 물리적 제거법
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13. 도시폐기물 소각로에서 다이옥신이 생성되는 기작에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전구물질이 비산재 및 염소 공여체와 결합한 후 생성된 PCDD는 배출가스의 온도가 600℃ 이상에서 최대로 발생한다.
  2. 유기물(PVC, lignin 등)과 염소 공여체(NaCl, HCl, Cl2 등)로부터 생성된다.
  3. 전구물질인 CP(chlorophenols)와 PCB(polychlorinated biphenyls) 등이 반응하여 PCDD/PCDF로 전환된다.
  4. 투입된 쓰레기에 존재하던 PCDD/PCDF가 연소 시 파괴되지 않고 대기 중으로 배출된다.
(정답률: 73%)
  • 다이옥신(PCDD)은 주로 $250^{\circ}C$에서 $450^{\circ}C$ 사이의 온도 영역에서 전구물질과 염소 공여체의 반응을 통해 최대로 생성됩니다. $600^{\circ}C$이상의 고온에서는 오히려 다이옥신이 열분해되어 파괴됩니다.
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14. 지구 대기에 존재하는 다음 기체들 중 부피 기준으로 가장 낮은 농도를 나타내는 것은?(단, 건조 공기로 가정한다)

  1. 아르곤(Ar)
  2. 이산화탄소(CO2)
  3. 수소(H2)
  4. 메탄(CH4)
(정답률: 53%)
  • 건조 공기 중 주요 기체의 부피 농도 순서는 $N_{2} > O_{2} > Ar > CO_{2} > Ne > He > CH_{4} > H_{2} > N_{2}O > CO$ 순입니다. 따라서 제시된 기체들 중 수소($H_{2}$)의 농도가 가장 낮습니다.
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15. 환경위해성 평가와 위해도 결정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 96HLC50은 96시간 반치사 농도를 의미한다.
  2. BF는 유해물질의 생물농축 계수를 의미한다.
  3. 분배계수(Kow)는 유해물질의 전기전도도 값을 의미한다.
  4. LD50은 실험동물 중 50%가 치사하는 용량을 의미한다.
(정답률: 72%)
  • 분배계수($K_{ow}$)는 유해물질의 전기전도도가 아니라, 옥탄올과 물 사이의 분배 비율을 통해 비극성화합물의 소수성(지용성)을 측정하는 지표입니다. $K_{ow}$ 값이 1보다 크면 소수성이 강해 생체 축적이 잘 일어납니다.
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16. 온실효과와 지구온난화지수(GWP)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, GWP의 표준시간 범위는 20년)

  1. 온실가스가 단파장 빛은 통과시키나 장파장 빛은 흡수하는 것을 온실효과라 한다.
  2. 메탄은 이산화탄소에 비하여 62배 정도의 지구온난화지수를 갖는다.
  3. 수증기의 온실효과 기여도는 약 60%이다.
  4. 아산화질소(N2O)의 지구온난화지수는 이산화탄소에 비하여 15,100배 정도이다.
(정답률: 55%)
  • 아산화질소($N_{2}O$)의 지구온난화지수(GWP)는 이산화탄소 대비 약 298배(표준 100년 기준) 수준이며, 15,100배라는 수치는 매우 과다하게 설정된 잘못된 설명입니다.
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17. 유해폐기물의 용매추출법은 액상폐기물로부터 제거하고자 하는 성분을 용매 쪽으로 이동시키는 방법이다. 용매추출에 사용하는 용매의 선택기준으로 옳은 것은?

  1. 낮은 분배계수를 가질 것
  2. 끓는점이 낮을 것
  3. 물에 대한 용해도가 높을 것
  4. 밀도가 물과 같을 것
(정답률: 46%)
  • 용매추출법에서 용매는 추출 후 대상 성분과 쉽게 분리되어야 하므로, 휘발성이 좋아 끓는점이 낮은 용매를 선택하는 것이 유리합니다.

    오답 노트
    분배계수: 추출 효율을 높이기 위해 높아야 함
    물 용해도: 층 분리가 잘 되도록 낮아야 함
    밀도: 층 분리가 용이하도록 물과 확연히 달라야 함
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18. Sone은 음의 감각적인 크기를 나타내는 척도로 중심주파수 1,000Hz의 옥타브 밴드레벨 40dB의 음, 즉 40phon을 기준으로 하여 그 해당하는 음을 1Sone이라 할 때, 같은 주파수에서 2Sone에 해당하는 dB은?

  1. 50
  2. 60
  3. 70
  4. 80
(정답률: 49%)
  • Sone은 인간이 느끼는 소리의 크기(음량)를 나타내는 단위로, 40 phon을 1 Sone으로 정의하며 소리의 크기가 2배가 될 때마다 약 10 dB씩 증가하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$Sone_{2} = Sone_{1} + 10 dB$$
    ② [숫자 대입]
    $$2 Sone = 40 dB + 10 dB$$
    ③ [최종 결과]
    $$dB = 50$$
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19. 오염된 토양의 복원기술 중에서 원위치(in-situ) 처리기술이 아닌 것은?

  1. 토지경작(land farming)
  2. 토양증기추출(soil vapor extraction)
  3. 바이오벤팅(bioventing)
  4. 토양세정(soil flushing)
(정답률: 56%)
  • 토지경작(land farming)은 오염된 토양을 직접 굴착하여 지표면에 펼쳐놓고 뒤집어 처리하는 방식이므로, 토양을 옮기지 않고 처리하는 원위치(in-situ) 기술이 아닌 외위치(ex-situ) 기술에 해당합니다.
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20. 소음에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 소리(sound)는 비탄성 매질을 통해 전파되는 파동(wave) 현상의 일종이다.
  2. 소음의 주기는 1초당 사이클의 수이고, 주파수는 한 사이클당 걸리는 시간으로 정의된다.
  3. 환경소음의 피해 평가지수는 소음원의 종류에 상관없이 감각소음레벨(PNL)을 활용한다.
  4. 소음저감 기술은 음의 흡수, 반사, 투과, 회절 등의 기본개념과 밀접한 상관관계가 있다.
(정답률: 58%)
  • 소음의 물리적 특성과 저감 원리에 대한 문제입니다. 소음 저감은 소리가 벽에 부딪혀 흡수되거나, 튕겨 나가거나(반사), 뚫고 지나가거나(투과), 꺾여 들어오는(회절) 성질을 제어하는 기술입니다.

    오답 노트
    소리: 비탄성이 아니라 탄성 매질을 통해 전파됨
    주기/주파수: 주파수가 1초당 사이클 수, 주기가 한 사이클당 시간임
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