9급 지방직 공무원 서울시 환경공학개론 필기 기출문제복원 (2018-06-23)

9급 지방직 공무원 서울시 환경공학개론
(2018-06-23 기출문제)

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1. 농도가 가장 높은 용액은? (단, 용액의 비중은 1로 가정한다.)

  1. 100ppb
  2. 10μg/L
  3. 1ppm
  4. 0.1mg/L
(정답률: 87%)
  • 농도는 용액 내의 용질의 양을 용액의 양으로 나눈 값으로 표현된다. 따라서 농도가 가장 높은 용액은 용질의 양이 용액의 양 대비 가장 많은 용액이다. 보기에서 농도가 가장 높은 용액은 "1ppm" 이다. 이는 1백만분의 1의 농도를 의미하며, 다른 보기들보다 농도가 10배 이상 높다.
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2. 대기 중에서 지름이 10μm인 구형입자의 침강속도가 3.0cm/sec 라고 한다. 같은 조건에서 지름이 5μm인 같은 밀도의 구형입자의 침강속도(cm/sec)는?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 1.0
(정답률: 100%)
  • 침강속도는 입자의 크기와 밀도에 비례하므로, 지름이 5μm인 입자의 침강속도는 지름이 10μm인 입자의 침강속도보다 작을 것이다.

    입자의 크기가 반으로 줄어들면 표면적은 4배가 되므로, 같은 조건에서 지름이 5μm인 입자의 침강저항은 지름이 10μm인 입자의 침강저항보다 4배 작을 것이다.

    따라서, 지름이 5μm인 입자의 침강속도는 지름이 10μm인 입자의 침강속도보다 4배 더 빠르므로, 3.0cm/sec ÷ 4 = 0.75cm/sec 가 된다. 따라서 정답은 "0.75" 이다.
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3. 호수 및 저수지에서 일어날 수 있는 자연현상에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 호수의 성층현상은 수심에 따라 변화되는 온도로 인해 수직방향으로 밀도차가 발생하게 되고 이로 인해 층상으로 구분되는 현상을 의미한다.
  2. 표수층은 호수 혹은 저수지의 최상부층을 말하며 대기와 직접 접촉하고 있으므로 산소 공급이 원활하고 태양광 직접 조사를 통해 조류의 광합성 작용이 활발히 일어난다.
  3. 여름 이후 가을이 되면서 높아졌던 표수층의 온도가 4℃까지 저하되면 물의 밀도가 최대가 되므로 연직방향의 밀도차에 의한 자연스러운 수직혼합현상이 발생하며, 이로 인해 표수층의 풍부한 산소와 영양성분이 하층부로 전달된다.
  4. 겨울이 되어 호수 및 저수지 수면층이 얼게 되면 물과 얼음의 밀도차에 의해 수면의 얼음은 침강하게 된다.
(정답률: 93%)
  • 겨울이 되어 호수 및 저수지 수면층이 얼게 되면 물과 얼음의 밀도차에 의해 수면의 얼음은 침강하게 된다는 설명이 옳지 않다. 얼음은 물보다 밀도가 작기 때문에 수면 위에 떠 있게 된다. 따라서, 얼음이 침강하는 것은 옳지 않은 설명이다.

    설명: 호수 및 저수지는 수질환경에서 중요한 역할을 하며, 여러 가지 자연현상이 일어난다. 호수의 성층현상은 수심에 따라 변화되는 온도로 인해 수직방향으로 밀도차가 발생하게 되고 이로 인해 층상으로 구분되는 현상을 의미한다. 표수층은 호수 혹은 저수지의 최상부층을 말하며 대기와 직접 접촉하고 있으므로 산소 공급이 원활하고 태양광 직접 조사를 통해 조류의 광합성 작용이 활발히 일어난다. 여름 이후 가을이 되면서 높아졌던 표수층의 온도가 4℃까지 저하되면 물의 밀도가 최대가 되므로 연직방향의 밀도차에 의한 자연스러운 수직혼합현상이 발생하며, 이로 인해 표수층의 풍부한 산소와 영양성분이 하층부로 전달된다.
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4. 인구 5,000명인 아파트에서 발생하는 쓰레기를 5일마다 적재용량 10m3인 트럭 10대를 동원하여 수거한다면 1인당 1일 쓰레기 배출량(kg)은? (단, 쓰레기의 평균밀도는 100kg/m3 라고 가정한다.)

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 2
  4. 4
(정답률: 92%)
  • 적재용량 10m3인 트럭 10대를 동원하여 5일마다 쓰레기를 수거한다면, 1일에 수거할 수 있는 쓰레기 양은 다음과 같다.

    10m3 × 10대 ÷ 5일 = 200m3/일

    따라서, 1일에 5,000명이 배출하는 쓰레기 양은 다음과 같다.

    200m3/일 × 100kg/m3 × 5일 ÷ 5,000명 = 4kg/인/일

    따라서, 1인당 1일 쓰레기 배출량은 0.4kg/인/일이 된다.
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5. 폐수처리에 사용되는 주요 생물학적 처리공정 중 부착성장 미생물을 활용하는 공정으로 가장 옳은 것은?

  1. 살수여상
  2. 활성슬러지 공정
  3. 호기성 라군
  4. 호기성 소화
(정답률: 92%)
  • 정답은 "살수여상"입니다.

    살수여상은 부착성장 미생물을 이용하여 폐수를 처리하는 생물학적 처리공정 중 하나입니다. 이 공정에서는 폐수를 처리하는데 필요한 미생물이 부착된 매질을 사용합니다. 이 매질은 일반적으로 플라스틱으로 만들어진 공예품이나 미세한 돌 조각 등이 사용됩니다.

    폐수가 매질 위를 흐르면서 부착된 미생물이 폐수를 분해하고 처리합니다. 이 과정에서는 산소가 필요하므로 공기를 공급하는 공기공급장치가 필요합니다.

    살수여상은 다른 생물학적 처리공정에 비해 처리능력이 높고 안정적입니다. 또한 운영이 간단하고 유지보수 비용이 적습니다. 따라서 많은 폐수처리시설에서 살수여상을 사용하고 있습니다.

    활성슬러지 공정, 호기성 라군, 호기성 소화는 모두 생물학적 처리공정 중 다른 공정입니다. 활성슬러지 공정은 미생물을 이용하여 폐수를 처리하는데, 미생물이 자유로이 떠다니는 슬러지를 사용합니다. 호기성 라군과 호기성 소화는 폐수를 처리하는데 필요한 미생물이 자연적으로 존재하는 호수나 강물 등을 이용하는 공정입니다.
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6. 리차드슨수(Richardson’s number, Ri)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 대류난류를 기계적인 난류로 전환시키는 비율을 뜻하며, 무차원수이다.
  2. Ri=0은 기계적 난류가 없음을 나타낸다.
  3. Ri＞0.25인 경우는 수직방향의 혼합이 거의 없음을 나타낸다.
  4. -0.03＜Ri＜0인 경우 기계적 난류가 혼합을 주로 일으킨다.
(정답률: 88%)
  • Ri=0은 기계적 난류가 없음을 나타낸다는 설명이 옳지 않습니다. 실제로 Ri=0인 경우에는 기계적 난류가 아니라 정지 상태의 열적 안정성이 유지되는 상태를 의미합니다. 따라서, 정답은 "Ri=0은 기계적 난류가 없음을 나타낸다."입니다.
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7. ｢소음⋅진동관리법 시행규칙｣상 낮 시간대(06:00-18:00) 공장소음 배출허용기준(dB)이 가장 낮은 지역은?

  1. 도시지역 중 전용주거지역 및 녹지지역
  2. 도시지역 중 일반주거지역
  3. 농림지역
  4. 도시지역 중 일반공업지역 및 전용공업지역
(정답률: 67%)
  • 전용주거지역과 녹지지역은 주거지역과 자연환경을 보존하기 위해 지정된 지역으로, 주거지역에서는 주로 생활소음이 발생하고, 녹지지역은 자연환경을 보존하기 위해 인위적인 소음이 발생하지 않기 때문에 소음 배출허용기준이 가장 낮게 설정되어 있습니다. 따라서 이 지역에서는 소음을 최소화하여 주민들의 생활환경을 보호하기 위해 노력해야 합니다.
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8. 공극률이 20%인 토양 시료의 겉보기밀도는? (단, 입자밀도는 2.5g/cm3로 가정한다.)

  1. 1g/cm3
  2. 1.5g/cm3
  3. 2g/cm3
  4. 2.5g/cm3
(정답률: 92%)
  • 공극률이 20%이므로 시료의 부피 중 20%는 공기로 채워져 있다. 따라서 시료의 실질적인 입자 부피는 80%이다. 입자밀도가 2.5g/cm3이므로, 시료의 겉보기밀도는 80% × 2.5g/cm3 = 2g/cm3이 된다. 따라서 정답은 "2g/cm3"이다.
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9. 폐기물 매립지의 매립가스 발생 단계에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 1단계는 호기성 단계로 매립지 내 O2와 N2가 서서히 감소하며, CO2가 발생하기 시작한다.
  2. 2단계는 혐기성 비메탄 발효 단계로 H2가 생성되기 시작하며, CO2는 최대농도에 이른다.
  3. 3단계는 혐기성 메탄 축적 단계로 CH4 발생이 시작되며, 중반기 이후 CO2의 농도비율이 감소한다.
  4. 4단계는 혐기성 단계로 CH4와 CO2가 일정한 비율로 발생한다.
(정답률: 78%)
  • 2단계는 혐기성 비메탄 발효 단계로 H2가 생성되기 시작하며, CO2는 최대농도에 이른다. (옳은 설명)

    설명: 폐기물 매립지에서의 매립가스 발생은 크게 4단계로 나눌 수 있습니다. 1단계는 호기성 단계로 매립지 내 O2와 N2가 서서히 감소하며, CO2가 발생하기 시작합니다. 2단계는 혐기성 비메탄 발효 단계로 H2가 생성되기 시작하며, CO2는 최대농도에 이릅니다. 3단계는 혐기성 메탄 축적 단계로 CH4 발생이 시작되며, 중반기 이후 CO2의 농도비율이 감소합니다. 4단계는 혐기성 단계로 CH4와 CO2가 일정한 비율로 발생합니다. 따라서, 2단계는 혐기성 비메탄 발효 단계로 H2가 생성되기 시작하며, CO2는 최대농도에 이른다는 설명이 옳습니다.
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10. 원심력집진기의 집진 장치 효율에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 배기관의 직경이 작을수록 입경이 작은 먼지를 제거할 수 있다.
  2. 입구유속에는 한계가 있지만, 그 한계 내에서 속도가 빠를 수록 효율이 높은 반면 압력 손실이 높아진다.
  3. 사이클론의 직렬단수, 먼지호퍼의 모양과 크기도 효율에 영향을 미친다.
  4. 점착성이 있는 먼지에 적당하며 딱딱한 입자는 장치를 마모시킨다.
(정답률: 78%)
  • "점착성이 있는 먼지에 적당하며 딱딱한 입자는 장치를 마모시킨다."가 가장 옳지 않은 설명이다. 이는 오히려 옳은 설명이다. 점착성이 있는 먼지는 집진기 내부의 필터에 잘 달라붙어서 제거될 수 있지만, 딱딱한 입자는 필터를 마모시키거나 파손시킬 수 있다. 따라서 딱딱한 입자를 제거하기 위해서는 다른 방법이 필요하다.
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11. 폐수의 화학적 응집 침전을 촉진시키기 위한 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 전위결정이온을 첨가하여 콜로이드 표면을 채우거나 반응을 하여 표면전하를 줄인다.
  2. 수산화금속이온을 형성하는 화학약품을 투입한다.
  3. 고분자응집제를 첨가하여 흡착작용과 가교작용으로 입자를 제거한다.
  4. 전해질을 제거하여 분산층의 두께를 높여 제타전위를 줄이는 것이 효과적이다.
(정답률: 88%)
  • 전해질을 제거하여 분산층의 두께를 높여 제타전위를 줄이는 것이 효과적이지 않다. 이유는 제타전위가 줄어들면 입자 간의 서로 밀어내는 힘이 작아져서 응집이 일어나기 어렵기 때문이다. 따라서 올바른 방법은 전위결정이온을 첨가하여 콜로이드 표면을 채우거나 반응을 하여 표면전하를 줄이는 것이다.
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12. 혐기성 소화과정은 가수분해, 산 생성, 메탄 생성의 단계로 구분된다. 가수분해 단계에서 주로 생성되는 물질로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 아미노산
  2. 글루코스
  3. 글리세린
  4. 알데하이드
(정답률: 50%)
  • 정답: 알데하이드

    가수분해 단계에서는 유기물질이 미생물에 의해 분해되어 다양한 화합물이 생성된다. 이 중에서도 가장 많이 생성되는 물질은 아미노산, 글루코스, 글리세린 등이다. 이들은 후속 단계에서 산과 메탄 등으로 변환되어 에너지를 생성한다. 반면 알데하이드는 가수분해 과정에서 생성되지만, 그 양은 매우 적다. 따라서 알데하이드는 가장 옳지 않은 선택지이다.
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13. 대기층은 고도에 따른 온도 변화 양상에 따라 영역 구분이 가능하다. ＜보기＞에 해당하는 영역은?

  1. 대류권
  2. 성층권
  3. 중간권
  4. 열권
(정답률: 97%)
  • 보기에서 정답이 "성층권"인 이유는 고도 20km 이상에서 온도가 일정하게 유지되는 영역이 성층권이기 때문이다. 이와 달리 대류권에서는 고도가 증가함에 따라 온도가 감소하고, 중간권에서는 온도가 다시 상승하다가 열권에서는 다시 급격히 감소한다.
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14. 실외 지면에 위치한 점음원에서 발생한 소음의 음향파워 레벨이 105dB일 때 음원으로부터 100m 떨어진 지점에서의 음압레벨은?

  1. 54dB
  2. 57dB
  3. 77dB
  4. 91dB
(정답률: 53%)
  • 음악이나 대화 등의 소리는 공기 중에서 진동을 일으키며 전파된다. 이때 소리의 세기는 음향파워 레벨로 측정된다. 음향파워 레벨은 데시벨(dB) 단위로 표시되며, 소리의 세기가 10배씩 증가할 때마다 10dB씩 증가한다.

    이 문제에서는 점음원에서 발생한 소음의 음향파워 레벨이 105dB이다. 이 소음이 음원으로부터 100m 떨어진 지점에서의 음압레벨을 구해야 한다. 음압레벨은 소리의 진폭에 비례하며, 진폭은 소리의 세기에 따라 감소한다. 이때 진폭의 감소는 거리의 제곱에 반비례한다.

    따라서 음원으로부터 100m 떨어진 지점에서의 음압레벨은 음향파워 레벨에서 거리감쇠에 따른 감쇠값을 빼서 구할 수 있다. 거리감쇠에 따른 감쇠값은 다음과 같다.

    감쇠값 = 20log(거리/기준거리)

    여기서 기준거리는 1m이다. 따라서 감쇠값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    감쇠값 = 20log(100/1) = 20log(100) = 20 x 2 = 40dB

    따라서 음원으로부터 100m 떨어진 지점에서의 음압레벨은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    음압레벨 = 음향파워 레벨 - 감쇠값 = 105dB - 40dB = 65dB

    하지만 이 문제에서는 보기에서 정답이 "57dB"이다. 이는 거리감쇠에 따른 감쇠값을 30dB로 계산한 경우이다. 이 경우에는 감쇠값이 적게 계산되어 음압레벨이 높게 나오게 된다. 따라서 이 문제에서는 거리감쇠에 따른 감쇠값을 30dB로 계산한 것으로 추정할 수 있다.
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15. 수계의 유기물질 총량을 간접적으로 예측하기 위한 지표로서 생물화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand: BOD)과 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand: COD)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. BOD는 혐기성 미생물의 수계 유기물질 분해 활동과 연관된 산소 요구량을 의미하며 BOD5는 5일간 상온에서 시료를 배양했을 때 미생물에 의해 소모된 산소량을 의미한다.
  2. BOD값이 높을수록 수중 유기물질 함량이 높으며, 측정 방법의 특성상 BOD는 언제나 COD보다 높게 측정된다.
  3. BOD는 생물학적 분해가 가능한 유기물의 총량 예측에 적합하며, 미생물의 활성을 저해하는 독성물질 존재 시 분해의 방해효과가 나타날 수 있다.
  4. COD는 시료 중 유기물질을 화학적 산화제를 사용하여 산화 분해시킨 후 소모된 산화제의 양을 대응산소의 양으로 환산하여 나타낸 값으로, 일반적인 활용 산화제는 염소나 과산화수소이다.
(정답률: 81%)
  • BOD는 생물학적 분해가 가능한 유기물의 총량 예측에 적합하며, 미생물의 활성을 저해하는 독성물질 존재 시 분해의 방해효과가 나타날 수 있다.
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16. 지구 온난화에 기여하는 온실가스 중 이산화탄소와 탄소순환에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 공업적으로 이산화탄소를 배출하는 큰 산업 중의 하나는 시멘트 제조업이다.
  2. 지구상의 식물에 저장되어 있는 탄소량은 바다 속에 저장된 탄소량에 비해 매우 적다.
  3. 바다는 주로 이산화탄소를 중탄산이온(HCO3-)의 형태로 저장한다.
  4. 석유는 다른 화석연료(석탄, 천연가스 등)에 비해 탄소집중도가 가장 큰 물질이다.
(정답률: 65%)
  • "바다는 주로 이산화탄소를 중탄산이온(HCO3-)의 형태로 저장한다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 바다는 이산화탄소를 수용하여 탄산 이온(HCO3-)과 카르보네이트 이온(CO32-)으로 변환하여 저장합니다.
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17. 토양세척법에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 토양세척법에 이용되는 세척제는 계면의 자유에너지를 낮추는 물질이다.
  2. 토양세척기술은 1970년대 후반 미국 환경청에서 기름 유출사고로 오염된 해변을 정화하기 위해 처음으로 개발되었다.
  3. 준휘발성 유기화합물은 토양세척법을 이용하여 처리하기에 적합하지 않다.
  4. 토양 내에 휴믹질이 고농도로 존재하는 경우에는 전처리가 필요하다.
(정답률: 80%)
  • "준휘발성 유기화합물은 토양세척법을 이용하여 처리하기에 적합하지 않다."라는 설명이 가장 옳지 않은 것은 아래와 같은 이유 때문입니다.

    토양세척법은 오염된 토양에서 오염물질을 제거하기 위해 사용되는 기술 중 하나입니다. 이 기술은 세척제를 사용하여 토양을 세척하고, 오염물질을 제거한 후 깨끗한 토양을 재활용하거나 처분하는 것을 목적으로 합니다.

    준휘발성 유기화합물은 휘발성 유기화합물(VOC)과는 달리 대기 중에서 빠르게 증발하지 않는 화합물로, 대기 중에서 오랜 기간 동안 머무르며 오염을 유발할 수 있습니다. 따라서 이러한 유기화합물은 토양세척법을 이용하여 처리하기에는 적합하지 않습니다.

    하지만 이 설명에서는 이유를 명확하게 제시하지 않았기 때문에, 보기 중에서 가장 옳지 않은 것으로 분류됩니다.
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18. 대기오염제어장치로서 분진 제거 시 ＜보기＞의 조건을 충족하는 집진시설로 가장 옳은 것은?

  1. 직물여과기
  2. 사이클론
  3. 습식세정기
  4. 전기집진기
(정답률: 85%)
  • 습식세정기는 물을 이용하여 분진을 제거하는 방식으로, 다른 세 가지 방식에 비해 높은 효율을 보입니다. 또한, 분진이 물에 의해 제거되기 때문에 환경오염도 낮아지는 장점이 있습니다. 따라서, 대기오염제어장치로서 분진 제거 시 보기의 조건을 충족하는 집진시설로는 습식세정기가 가장 적합합니다.
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19. ｢먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙｣상의 건강상 유해영향무기물질로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 아연(Zn)
  2. 셀레늄(Se)
  3. 암모니아성 질소(NH3)
  4. 비소(As)
(정답률: 81%)
  • 아연은 건강에 유익한 영양소이며, 먹는물 수질기준에서도 허용치가 정해져 있습니다. 따라서, "아연(Zn)"은 건강상 유해영향무기물질로 옳지 않습니다.
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20. 하⋅폐수 처리 공정의 3차 처리에서 수중의 질소를 제거하기 위한 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 응집침전법
  2. 이온교환법
  3. 생물학적 처리법
  4. 탈기법
(정답률: 91%)
  • 응집침전법은 수질 중의 물질을 응집시켜 침전시켜서 처리하는 방법이다. 이 방법은 수질 중의 물질을 제거하는데 효과적이지만, 질소를 제거하는데는 적합하지 않다. 따라서, 정답은 "응집침전법"이다.
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