환경기능사 필기시험 2회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 환경기능사 필기시험 2회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 대기 환경 일반 및 방지 기술

1.1. 연기(Plume) 형태의 특징

원추형 (Coning): 대기 조건은 중립(Neutral)일 때 발생하며, 수직 이동보다 수평 이동이 큽니다. 오염 단면 분포는 전형적인 가우시안 분포를 나타냅니다.
환상형 (Looping): 대기가 절대 불안정할 때 발생하며, 공기가 매우 활발하게 순환합니다.
부채형 (Fanning): 대기가 매우 안정한 상태일 때 발생하며, 수직 분산이 거의 없고 수평으로 퍼집니다.
지붕형 (Lofting): 굴뚝 높이보다 낮게 역전층이 있고, 그 이상의 대기는 중립 또는 비교적 불안정 상태일 때 발생합니다.

1.2. 농도 단위 변환 및 대기 성분

PPM (parts per million) 계산:
PPM = (% 농도) X 10,000
예시: 0.05% = 500 ppm
바람을 일으키는 힘: 전향력 (지구 자전), 마찰력 (진행 반대 방향), 기압경도력 (기압 차), 원심력. 응집력은 바람을 일으키는 힘에 해당하지 않습니다.
대기 분석 방법: 굴뚝 배출가스 중 질소산화물 (NOx)은 페놀디설폰산법으로 분석하며, 이산화질소 (NO2)로 환산하여 계산합니다.
2차 대기 오염물질: 오존 (O3): 질소산화물 (NOx)과 탄화수소류 (HCs)가 햇빛과 반응하여 생성됩니다.
건조 대기의 주요 구성 성분 (부피 순): 질소 (N2) > 산소 (O2) > 아르곤 (Ar) > 이산화탄소 (CO2).
대류권 특징: 기상 현상이 발생하며, 고도가 높아질수록 기온이 하강합니다. (오존층은 성층권에 존재)

1.3. 집진 및 가스 처리 기술

여과 집진 장치 효율 조건: 여재를 통과하는 가스의 겉보기 여과 속도가 작을수록 미세 입자 포집에 유리합니다.
직렬 집진 장치 총집진율 공식:
총집진율 = 1 - (1 - 1차 집진율) X (1 - 2차 집진율)
전기 집진 장치 (ESP) 역전리 현상: 먼지의 전기 저항이 10의 12승 Ohm*cm 보다 높을 때 발생합니다.
- 해소 물질: NaCl (염화나트륨), H2SO4 (황산), Soda Lime (소다회).
가스 흡수 장치 겉보기 가스 속도 (가장 큼): 벤투리 스크러버 (30 ~ 80 m/s).
헨리의 법칙: 기체의 용매에 대한 용해도가 낮은 경우에 주로 적용되며, 일정 온도에서 기체의 압력은 액체 속 기체의 농도에 비례합니다.

1.4. 연소 이론

탄소 (C) 완전 연소 반응식:
C + O2 --> CO2 (산화 반응식)
필요 이론 산소량 계산: 탄소의 분자량 12에 대해 1 mol의 O2 부피는 22.4 Sm3입니다.
필요 O2 (Sm3) = [연료량 (kg) / 탄소 분자량 (12)] X 22.4
일산화탄소 (CO) 특성: 무색, 무취, 무미의 기체로 물에 잘 녹지 않습니다. 연료 중 탄소의 불완전 연소 시 발생하며, 헤모글로빈과의 결합력이 강합니다.

2. 수질 환경 일반 및 방지 기술

2.1. 물의 특성 및 오염 물질

물의 밀도: 4도 C에서 최대가 됩니다.
해수의 pH: 약 8.2 정도로 약알칼리성을 지닙니다. Mg/Ca 비는 3 ~ 4 정도로 담수보다 큽니다.
적조 현상: 질소 (N)와 인 (P) 등 영양염류의 과다 유입이 주된 원인입니다.
카드뮴 (Cd) 독성: 이타이이타이병을 유발하는 중금속입니다.
난분해성 유기물 처리: 펜톤 시약 (과산화수소 H2O2 + 철 Fe2+)을 이용한 펜톤 산화법이 사용됩니다.

2.2. 수처리 공법 및 관리

하수 처리 일반 계통:
침사지 -> 1차 침전지 -> 포기조 -> 최종 침전지 -> 소독조 -> 방류
침전 효율 공식:
침전 효율 (%) = (입자의 침전 속도 (m/일) / 표면 부하율 (유입 유량/표면적)) X 100
활성 슬러지법 관리 지표:
- MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): 포기조 혼합액 중의 부유물질 농도.
- 용존산소 (DO): 2 mg/L (ppm)을 유지하는 것이 적절합니다. (7 ~ 9 mg/L는 과도함)
- **슬러지 팽화 (Bulking)**는 활성 슬러지법의 대표적인 운영 문제점입니다.
살균력 크기: 염소의 살균력은 HOCl > OCl- > Chloramine 순서입니다.
부착 성장식 공법: 미생물이 매체에 부착되어 유기물을 제거하는 공법은 살수여상법이 대표적입니다.
하수 고도처리 (인 제거): 인 (P) 성분만을 주로 제거하는 Side Stream 공정은 Phostrip 공법입니다.
산화지법 (Oxidation Pond): 조류의 광합성 작용에 의해 산소가 공급되므로, 가장 중요한 영향 인자는 햇빛입니다.
몰농도 계산 공식:
몰농도 (mol/L) = (비중 (g/mL) X 1,000 X 농도 (소수점) X 1 mol) / 물질의 분자량

3. 폐기물 환경 일반 및 처리 기술

3.1. 폐기물 특성 및 수거/운반

지정 폐기물 (부식성 폐알칼리) 기준: 액체 상태의 폐기물로서 수소이온농도 지수 (pH)가 12.5 이상인 것으로 한정합니다.
재활용 자원 선별: 철과 같이 재활용 가치가 높은 자원 선별에는 자석 선별이 적합합니다.
파쇄 처리 목적: 겉보기 밀도의 증가, 특정 성분의 분리, 비표면적의 증가, 입자 크기의 균일화.
적환장 (Transfer Station): 폐기물 발생원과 처리장 거리가 멀 때, 수거한 쓰레기를 소형 차량에서 대형 차량으로 옮겨 운반비를 절감시키는 시설입니다. 수거 지역에서 가까운 곳에 위치하는 것이 경제적입니다.
폐기물 감량화 방안:
- 발생원 대책 (사전): 적정 저장량 관리, 과대포장 안 하기, 철저한 분리수거 실시.
- 사후 대책: 폐기물로부터 회수 에너지 이용.
폐기물 중량 변화 (건조 시):
건조 후 중량 비율 = (100 - 원래 함수율 (%)) / (100 - 건조 후 함수율 (%))

3.2. 폐기물 처리 공정

에너지 회수 방법: 혐기성 소화, 소각열 회수, RDF (고형 폐기물 연료) 제조.
- 슬러지 개량은 탈수성을 좋게 하여 처리 비용을 낮추기 위한 방법으로 에너지 회수에 해당하지 않습니다.
열분해 (Pyrolysis) 특징: 무산소 분위기에서 고온으로 가열하여 액체 및 기체 상태의 연료를 생산합니다. NOx 발생량이 적으나, 생성물의 질과 양의 안정적인 확보가 어렵습니다.
소각로 형식: 화격자식, 유동상식, 회전로식 등이 있으며, 펌프식은 소각로 형식이 아닙니다.
습식 산화 (Wet Oxidation): 짐머만 (Zimmerman) 공법이라고도 하며, 액상 슬러지에 열과 압력을 가해 유기물을 산화하는 방법입니다.
유해 폐기물 처리 (증기 탈기): 휘발성 물질을 함유한 액상 폐기물에 수증기를 접촉시켜 휘발성분을 기화시킨 후 분리하는 공정입니다. 고농도 VOC 처리에 가장 적합합니다.
매립 혐기성 분해 단계 (순서):
가수분해 -> 산 생성 -> 아세토 생성 -> 메탄 생성
- 메탄 생성 단계가 가장 늦게 일어납니다.
침출수 혐기성 여상 메탄가스 발생량 계산:
메탄가스 양 (m3/일) = 유입 유량 X BOD 농도 (kg/m3) X 처리 효율 X (가스 생성량 / BOD kg) X 메탄 함량
해안 매립 공법: 밑면 개방 바지선에 폐기물을 실어 투하하는 방식은 박층 뿌림 공법이며, 수심이 깊은 지역 등에 적합합니다.
매립지 복토 목적: 악취 발생 억제, 해충 및 야생동물 번식 방지, 쓰레기 비산 방지, 식물 성장의 환경 조성.

4. 소음 및 진동

투과 손실 (TL) 공식:
TL (dB) = 10 X log10 (1 / 음향투과율)
파동의 전파 속도 (v):
v (m/s) = 파장 (m) X 진동수 (Hz)
청각 기관 (외이): 귓바퀴, 외이도, 고막으로 구성됩니다.
방음 대책 (전파 경로 대책): 거리 감쇠, 차폐 효과, 흡음, 지향성 변환.
소음 제어 (기류음 대책): 분출 유속 저감, 관의 곡률 완화, 밸브 다단화.
- 가진력 억제는 고체음 (진동) 대책에 해당합니다.

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