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

9급 지방직 공무원 서울시 환경공학개론 2018-06-23 필기 기출문제 해설

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

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1과목: 과목 구분 없음

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

  1. 100ppb
  2. 10μg/L
  3. 1ppm
  4. 0.1mg/L
(정답률: 91%)
  • 각 농도 단위를 $mg/L$ 기준으로 통일하여 비교하면 가장 높은 값을 찾을 수 있습니다.
    1ppm은 $1mg/L$이며, 100ppb는 $0.1mg/L$, $10\mu g/L$는 $0.01mg/L$, $0.1mg/L$는 그대로 $0.1mg/L$입니다. 따라서 1ppm이 가장 높은 농도입니다.
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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: 95%)
  • 입자의 침강속도는 입자 지름의 제곱에 비례합니다. 따라서 지름이 변함에 따른 속도 변화를 비례식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = V_1 \times (\frac{d_2}{d_1})^2$
    ② [숫자 대입] $V_2 = 3.0 \times (\frac{5}{10})^2$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 0.75$
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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: 92%)
  • 물은 $4^{\circ}\text{C}$에서 밀도가 최대가 되며, 얼음은 액체 상태의 물보다 밀도가 낮습니다.
    따라서 겨울철 수면에 형성된 얼음은 물보다 가볍기 때문에 가라앉지 않고 수면에 뜨게 됩니다.
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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: 85%)
  • 전체 수거된 쓰레기의 총 질량을 인구수와 수거 주기(일수)로 나누어 1인 1일 배출량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{배출량} = \frac{\text{트럭 대수} \times \text{적재용량} \times \text{밀도}}{\text{인구수} \times \text{수거주기}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{배출량} = \frac{10 \times 10 \times 100}{5000 \times 5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{배출량} = 0.4 \text{ kg}$$
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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: 88%)
  • 생물학적 처리공정은 미생물의 성장 형태에 따라 부유성장식과 부착성장식으로 나뉩니다.
    살수여상은 여재 표면에 미생물막을 형성시켜 오염물질을 제거하는 대표적인 부착성장 공정입니다.

    오답 노트
    활성슬러지 공정, 호기성 라군, 호기성 소화: 부유성장 미생물을 이용하는 공정
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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: 84%)
  • 리차드슨수($Ri$)는 부력에 의한 성층도와 기계적 난류(전단력)의 비율을 나타내는 무차원수입니다.
    리차드슨수가 $0$이라는 것은 부력에 의한 성층 효과가 없음을 의미하며, 기계적 난류가 없음을 나타내는 것이 아닙니다.
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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: 72%)
  • 소음·진동관리법상 공장소음 배출허용기준은 지역의 용도에 따라 차등 적용되며, 주거 환경 보호가 가장 강력하게 요구되는 전용주거지역 및 녹지지역의 기준치가 가장 낮게 설정되어 있습니다.
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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: 81%)
  • 토양의 공극률과 겉보기밀도, 입자밀도(진밀도) 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{공극률}(\%) = (1 - \frac{\text{겉보기밀도}}{\text{입자밀도}}) \times 100$
    ② [숫자 대입] $20 = (1 - \frac{\rho_{bulk}}{2.5}) \times 100$
    ③ [최종 결과] $\rho_{bulk} = 2.0\text{ g/cm}^{3}$
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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: 74%)
  • 매립가스 발생 2단계인 혐기성 비메탄 발효 단계에서는 산소가 소비된 후 혐기성 미생물이 증식하며 저급지방산, $CO_{2}$, $H_{2}$, $NH_{3}$, 알코올 등을 생성합니다. $CO_{2}$가 최대농도에 이르는 시점은 2단계가 아니라 1단계(호기성 단계)에서 발생하기 시작하여 2단계까지 이어지는 과정의 특성이며, 2단계의 핵심은 비메탄 성분의 생성입니다.
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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: 87%)
  • 원심력 집진장치(Cyclone)는 원심력을 이용해 입자를 분리하므로, 점착성이 있거나 마모성이 강하고 딱딱한 입자를 처리하기에는 부적합한 장치입니다.

    오답 노트
    배기관의 직경이 작을수록, 입구 유속이 빠를수록, 그리고 직렬단수나 호퍼의 형상 등이 효율에 영향을 주는 것은 모두 옳은 설명입니다.
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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: 82%)
  • 화학적 응집을 위해서는 콜로이드 입자 주위의 분산층 두께를 줄여 제타전위를 낮춤으로써 입자 간의 반발력을 감소시켜야 합니다. 따라서 전해질을 제거하여 분산층 두께를 높이는 것은 응집을 방해하는 방법입니다.
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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: 66%)
  • 혐기성 소화의 첫 단계인 가수분해는 고분자 유기물이 저분자 물질로 분해되는 과정입니다. 단백질은 아미노산으로, 탄수화물은 글루코스(당류)로, 지방은 글리세린과 지방산으로 분해됩니다. 알데하이드는 가수분해 단계의 주요 생성물이 아닙니다.
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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: 95%)
  • 고도 $11\sim50\text{km}$ 사이에 존재하며, 고도가 올라감에 따라 온도가 상승하는 안정적인 구조를 가지고 오존층이 형성되어 태양 광선을 흡수하는 영역은 성층권입니다.
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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: 43%)
  • 실외 지면(반자유 공간)에 위치한 점음원의 음압레벨은 음향파워 레벨에서 거리 감쇠분과 지면 반사 보정값을 제외하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $SPL = PWL - 20\log r - 8$
    ② [숫자 대입] $SPL = 105 - 20\log 100 - 8$
    ③ [최종 결과] $SPL = 57$
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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: 83%)
  • BOD는 미생물이 유기물을 분해하며 소비하는 산소량으로, 생물학적 분해가 가능한 유기물 총량을 예측하는 데 적합합니다. 다만, 시료 내에 미생물의 활성을 저해하는 독성물질이 포함되어 있으면 분해 속도가 느려지는 방해효과가 발생할 수 있습니다.

    오답 노트
    혐기성 미생물: BOD는 호기성 미생물의 활동과 연관됩니다.
    BOD는 언제나 COD보다 높음: 일반적으로 COD 값이 BOD 값보다 높게 측정됩니다.
    염소나 과산화수소: COD 측정 시 주로 과망간산칼륨이나 중크롬산칼륨을 산화제로 사용합니다.
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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: 76%)
  • 화석연료 중 탄소 집중도가 가장 높은 물질은 석탄이며, 석유는 석탄보다 탄소 집중도가 낮습니다.

    오답 노트
    석유는 다른 화석연료에 비해 탄소집중도가 가장 큰 물질이다: 석탄이 가장 높으므로 틀린 설명입니다.
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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: 87%)
  • 토양세척법은 준휘발성 유기화합물, 탄화수소, 무기물 등을 처리하는 데 매우 적합한 기술입니다.

    오답 노트
    준휘발성 유기화합물은 토양세척법으로 처리하기에 적합하지 않다: 처리 대상에 포함되므로 틀린 설명입니다.
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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: 81%)
  • 제시된 조건인 미세 분진의 고효율 제거, 가스의 냉각 필요, 연소성 가스 처리, 그리고 분진과 기체 오염물질의 동시 제거가 가능한 장치는 습식세정기입니다.
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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: 75%)
  • 먹는물 수질기준에서 건강상 유해영향무기물질은 인체에 유해한 중금속 및 무기물질을 의미합니다. 아연(Zn)은 필수 영양소로서 일반적으로 건강상 유해영향무기물질로 분류되지 않습니다.

    오답 노트
    암모니아성 질소(NH$_3$) : 건강상 유해영향무기물질이 아닌 먹는물 수질기준의 일반 항목 또는 유해영향물질로 분류됩니다.
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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: 81%)
  • 수중의 질소 제거를 위해서는 생물학적 질화 및 탈질 과정, 이온교환, 또는 물리적인 탈기법 등이 사용됩니다.
    응집침전법은 주로 부유 물질(SS)이나 인(P)과 같은 입자성 물질을 제거하는 데 사용되며, 용존 상태의 질소를 제거하는 방법으로는 적절하지 않습니다.
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