환경기능사 필기시험 5회 핵심요약노트 및 실전테스트

📝 환경기능사 필기시험 5회 핵심 요약노트

아래에 정리되어 있는 핵심포인트를 먼저 공부하신 후에

본 글 최하단에

실전테스트를 하시면 됩니다.

1. 대기 오염 및 처리 (Air Pollution & Treatment)

1차 및 2차 오염물질 구분

1차 오염물질 (Primary Pollutants): 배출원에서 직접 배출되는 물질입니다.
- 예시: CO (일산화탄소), CO2 (이산화탄소), SO2, NO, H2S, NH3, HCl
2차 오염물질 (Secondary Pollutants): 1차 오염물질이 태양광이나 다른 물질과 반응하여 생성됩니다.
- 예시: O3 (오존), PAN (Peroxyacetyl Nitrate), H2O2 (과산화수소), 알데하이드
광화학 스모그: NOx와 HC (탄화수소, 특히 올레핀계)가 강한 태양광선 (자외선)을 받아 발생합니다. 일산화탄소(CO)는 직접적인 관련이 없습니다.

질소산화물 (NOx) 관련 기술

NOx 연속 자동 측정 방법: 화학발광법, 적외선흡수법, 자외선흡수법, 정전위전해법이 사용됩니다. (용액전도율법은 해당하지 않습니다.)
NOx 발생 억제 연소법 (저감):
- 저과잉 공기비 연소법, 2단 연소법, 배기가스 재순환법 (EGR)이 있습니다.
- NOx는 고온에서 쉽게 발생하므로 고온 연소법은 억제 방법이 아닙니다.
선택적 촉매환원법 (SCR) 환원제: 암모니아 (NH3), 일산화탄소 (CO), 탄화수소 (HC) 등이 사용됩니다.

연소 및 배출가스 계산

직사각형 송풍관의 상당직경 (De) 계산:
- 공식: De = 2 * (가로길이 * 세로길이) / (가로길이 + 세로길이)
이론산소량 (Oo, Sm^3/kg) 공식:
- 공식: Oo = 1.867C + 5.6(H - O/8) + 0.7S (C, H, O, S는 성분별 중량비입니다.)
진발열량 (저위발열량): 소각로 설계의 기준으로 사용됩니다. 이는 수분의 잠열을 제외한 발열량입니다.

집진 장치 특성

관성력 집진 장치: 함진가스를 방해판에 충돌시키거나 기류의 급격한 방향 전환을 이용하여 입자를 분리 및 포집합니다.
원심력 집진 장치 (사이클론):
- 구조가 간단하고 취급이 용이합니다.
- 압력손실은 50 ~ 150 mmH2O 정도로 비교적 큽니다.
- 점(흡)착성 배출가스 처리는 부적합합니다.
세정 집진 장치 (벤투리형): 집진효율을 높이기 위해 가능한 한 낮은 온도에서 운전하는 것이 유리합니다.
여과 집진 장치: 건조한 먼지 처리에 적합하며, 수분이 많은 먼지 처리에는 부적합합니다.
전기 집진 장치: 코로나 방전을 이용하여 집진합니다.

2. 수질 오염 및 처리 (Water Pollution & Treatment)

수질 오염원 및 특성

비점오염원 (Non-point Source): 불특정 장소에서 면적 단위로 배출되는 오염원입니다.
- 예시: 농경지 배수, 도로 배수, 산림 유출수
지표 미생물 (대장균군): 자체는 무해하나, 검출을 통해 다른 수인성 병원균의 존재 가능성을 추측하기 위해 측정합니다.
개방유로 유량 측정 장치: **위어 (Weir)**는 일정한 수위와 유속을 유지하며 유량을 측정하는 데 주로 사용됩니다.

상수 처리 공법 비교 (완속여과법 vs 급속여과법)

완속여과법:
- 여과 속도가 느립니다.
- 원칙적으로 약품을 사용하지 않습니다.
- 여과 시 손실 수두가 작습니다.
- 용해성분 (암모니아성 질소, 냄새 등) 일부 제거가 가능합니다.
급속여과법:
- 여과 속도가 빠릅니다 (120 ~ 300 m/day).
- **응집제 (약품)**를 사용합니다.
- 여과 시 손실 수두가 큽니다.
- 콜로이드 성분 (세균, 바이러스, 색도) 제거에 유리합니다.

폐수 고도 처리 기술

6가크롬 (Cr+6) 처리: 환원침전법이 가장 적합합니다. 환원제를 사용하여 3가크롬(Cr+3)으로 바꾼 후 중화 및 침전시켜 제거합니다.
시안 (CN-) 처리: 알칼리 염소법이 일반적입니다. 폐수를 알칼리성으로 만들고 염소 등 산화제를 이용하여 시안을 산화시킵니다.
플루오린 (F-) 처리: 화학침전법을 가장 많이 사용합니다. 소석회를 투입하여 pH를 올린 후 인산 등을 첨가해 침전시킵니다.
활성탄 용도: 흡착력을 이용하여 냄새, 맛, 색도, 미량의 중금속, COD, THM 등을 제거합니다. 다량의 기름 제거에는 부상법이 주로 사용됩니다.
펜톤 (Fenton) 산화 반응: OH 라디칼을 이용한 산화반응으로, 과산화수소와 Fe2+ (황산철(II))를 사용하여 난분해성 유기물질을 산화시킵니다.

생물학적 처리

미생물 성장단계 순서: 지체기 (Lag Phase) → 대수성장기 (Log Phase) → 감소성장기 (Declining Phase) → 정지기 (Stationary Phase) → 내생호흡기 (Endogenous Respiration)
호기성 유기물 분해 순서 (단백질): 단백질 → 아미노산 (Amino Acid) → 암모늄 (NH4+) → 아질산 (NO2-) → 질산 (NO3-)
하·폐수 고도처리 A/O 공법 (인 제거): 혐기조 (A) → 호기조 (O) → 침전지 순서로 구성된 대표적인 생물학적 처리법입니다.
혐기성 처리 예시: 부패조.
부착 성장식 공법 예시: 살수여상법, 회전원판 접촉법 (폭기장치가 필요 없음).

3. 폐기물 관리 및 처리 (Waste Management)

폐기물 처리 기술

습식 산화 (Wet Oxidation): 슬러지를 고온 (약 210°C) 및 고압 (약 120 atm) 하에서 유기물을 공기에 의해 산화시키는 공법입니다.
소각로 형식:
- 유동층 소각로: 하부에서 가스를 주입하여 모래를 부상시키고 가열한 후, 상부에서 폐기물을 주입하여 태우는 방식입니다. 특수 폐기물 소각에 주로 이용됩니다.
파쇄 작업 시 문제점: 먼지 발생, 폭발 발생, 소음 및 진동 발생. (폐수 발생은 매립 시 주로 발생)
파쇄기 특성: 압축 파쇄기는 폐기물을 파쇄 턱에 가두고 압축시켜 파쇄하며, 금속/유리 등 딱딱한 물질 처리에 적합합니다.
Optical Sorter (광학분류기): 투명한 것과 불투명한 것의 분리에 사용됩니다 (예: 색유리와 일반 유리 분리).

폐기물 퇴비화 및 재활용

퇴비화 적정 C/N비: C/N 비는 탄소와 질소의 비율로, 적정 범위는 25 ~ 35 입니다 (시험 선지 기준 25 ~ 50).
유기성 폐기물 퇴비화 특성: 생산된 퇴비의 비료 가치가 낮고, 부피 감소율은 50% 이하로 크지 않은 편입니다. 부지가 많이 필요하고 품질 표준화가 어렵습니다.
재활용 고형연료 (RDF) 구비 조건: 칼로리가 높고, 함수율이 낮으며, 재의 양이 적고, 조성이 균일해야 합니다.

폐기물 발생량 및 수거 능력

쓰레기 발생량 산출 방법:
- 적재차량 계수분석법: 수거차량 대수에 밀도를 곱하여 중량으로 환산하여 산출합니다.
압축비 및 체적 감소율:
- 압축비 (CR) 공식: CR = (압축 전 부피 (Vi)) / (압축 후 부피 (Vf))
- 체적 감소율 (%) 공식: 체적 감소율 = (1 - 1 / 압축비) * 100
운반차량 수 공식: 운반차량 수 = (총 쓰레기 발생량 (kg/일)) / (트럭 적재용량 (kg/대))

매립 처리 및 적환장

매립가스 발생 단계 (정상상태): 혐기성 분해과정을 통해 주로 **메탄 (약 55%)**과 이산화탄소 (약 45%)가 발생합니다.
- 혐기성 비메탄 단계는 매립 후 생성가스 농도 변화 그래프의 II 단계에 해당합니다.
매립지 선정 시 고려사항: 지하수 침투를 용이하게 하기 위해 낮은 지역이 아닌, 지하수 침투를 받지 않는 높은 지역이 좋습니다.
매립지의 복토 기능: 화재 발생 방지, 침출수량 최소화, 유해가스 이동성 억제, 부등침하 최소화.
덮개 시설 기준:
- 중간 복토: 두께 30 cm 이상, 우수 배제를 위해 경사는 최소 2% 이상.
적환장 (Transfer Station) 위치: 수송 측면에서 가장 경제적이고, 환경 피해가 최소이며, 주요 간선도로에 인접하고, 가능한 한 수거지역에서 가까운 곳에 설치합니다.

4. 소음 및 진동 (Noise Pollution)

음의 회절: 장애물 뒤쪽으로 음이 전파되는 현상입니다.
- 회절하는 정도는 파장에 비례합니다. (파장이 길수록 회절이 잘됩니다.)
- 슬릿의 폭이 좁을수록, 장애물이 작을수록 회절이 잘됩니다.
소음의 영향: 신체적으로 혈당도, 혈중 백혈구 수, 혈중 아드레날린 등을 증가시킵니다.
- 노인성 난청은 고주파음 (6,000 Hz)에서 시작됩니다.
- 영구적 청력손실은 4,000 Hz 정도에서 시작됩니다.
방음 대책 (전파 경로 대책): 거리 감쇠, 차폐 효과, 방음벽 설치 (흡음), 지향성 변환.
- 강제력 저감, 방사율 저감 등은 음원 대책입니다.

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