【환경화학】 2016 국가공무원 5급(기술) 제1문

2016 국가공무원 5급(기술) 제1문

 

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Q. 소독기술은 물속에 존재하는 병원성 미생물을 불활성화시켜 수질의 안전성을 확보하는 중요한 수처리 기술이다. 다음 물음에 답하시오.

 

Q1. 염소가스(Cl₂)가 물에 녹은 가수분해 화학 반응식을 쓰시오.

 

A1. 

Cl₂ + H₂O → HOCl + H⁺ + Cl^- 

 

Q2. 염소소독 시 원수의 pH에 따른 소독능의 변화(증감)에 대하여 서술하고, 그 이유를 설명하시오.

 

A2.

으누 님의 소중한 의견 감사합니다. HOCl만 살균력을 나타내기 때문에 다음과 같이 HOCl/OCl^- 이성분계에서 pH에 따른 살균력 변화가 나타납니다. 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 1. HOCl/OCl^- 이성분계에서 pH에 따른 살균력 변화^]

 

HOCl의 pK_a = 7.52입니다. 따라서 pH = 7.52에서 살균력이 50%이고, pH ≪ 7.52에서 살균력이 100%, pH ≫ 7.52에서 살균력이 0%입니다.

 

Q3. 대장균의 살균 속도（dN／dt）는 대장균의 개체 수（N）와 투입된 염소의 농도（C）에 비례한다. 초기 대장균 농도 10⁵ 마리／ml의 오염수에 1 mg／L의 염소를 투입하였을 때 1분 후 대장균 농도가 10 마리／ml로 줄어들었다. 염소를 사용하여 대장균 10³ 마리／ml의 오염수를 10분 동안 1마리／ml로 줄이기 위한 염소의 최저농도를 계산하시오. (단, 시간에 따라 염소의 농도 변화는 없다고 가정한다.)

 

A3. 

dN／dt = -kNC 

⇔ dN／N = -kCdt 

⇔ ln（N₀／N）= kC Δt 

⇔ log（N₀／N）= KC Δt

 

① log（10⁵／10）= 4 = K × 1 mg／L × 1분 

② log（10³／1） = 3 = K × C mg／L × 10분 

② ÷ ① = 0.75 = C × 10 → C = 0.075 mg ／L

 

입력 : 2019.03.31 12:44