【환경화학】 2014 국가공무원 5급(기술) 제3문

2014 국가공무원 5급(기술) 제3문

 

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Q. 부영양화는 수중의 영양염류에 의해 조류가 번성하는 현상이다. 조류(algae)의 구성성분이 아래와 같은 식으로 표현될 때, 다음 물음에 답하시오.

 

106 CO₂ + 16（㉠）+ （㉡） + 122 H₂O + 18H⁺ + 미량금속(trace element) → C₁₀₆H₂₆₃O₁₁₀N₁₆P + 138 O₂ 

 

Q1. 화학양론을 이용하여 ㉠과 ㉡에 들어갈 화합물을 구하시오.

 

A1. 

미량금속은 촉매로 작용하기 때문에 질량보존법칙 적용시 고려할 필요가 없다.

C : 해당 없음

H : 16 × ㉠₁ + ㉡₁ + 244 + 18 = 263 ⇔ 16 × ㉠₁ + ㉡₁ = 1 → ㉡₁ = 1

O : 212 + 16 × ㉠₂ + ㉡₂ + 122 = 110 + 276 ⇔ 16 × ㉠₂ + ㉡₂ = 52 → ㉠₂ = 3, ㉡₂ = 4

N : 16 × ㉠₃ + ㉡₃ = 16 → ㉠₃ = 1

P : 16 × ㉠₄ + ㉡₄ = 1 → ㉡₄ =1

따라서 ㉠과 ㉡은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

㉠* : NO₃, ㉡* : HPO₄  

양변의 전하를 맞추면 최종 결론을 얻는다.

㉠ : NO₃^-, ㉡ : HPO₄^2- 

 

Q2. 부영양화가 수질에 미치는 영향을 기술하시오.

 

A2. 

위 반응식에서 생성된 산소는 수생생물들의 증식에 사용된다.

부영양화란 물 속에 영양성분이 유입되어 식물성 플랑크톤 및 조류의 대량증식(algal blooming)을 유도하는 현상이다.

 

영향 1. 용존산소가 급격히 저하 : 수중생태계 파괴, 집단폐사

영향 2. 부식물질 생성, 악취 생성

영향 3. 투명도 저하 : 물의 착색, 광량을 저하시켜 생산자의 역할을 저하

영향 4. pH 급변 : 최초에 약알칼리성이었다가 개체수 급증에 따라 급격히 산성화

 

Q3. 부영양화의 방지대책을 제시하시오. (ref) ^]

 

A3. 

사전대책 : 영양물질 유입 억제

○ 하수처리장의 증설 및 고도처리

○ 하수처리장 방류수를 하류로 방류

○ 오염원 배출 공장의 감시

사후대책

○ 철 또는 알루미늄 염 첨가 : 영양염류를 불활성화함

○ 외부 수류를 끌어들임 : 영양염류의 농도를 낮춤

○ 심층폭기 : 수온약층 아래에 있는 심층부에 산소를 불어넣음, 산소가 많아지면 역반응이 진행되기 때문

○ 심층수의 방류 : 심층수가 표층수보다 영양염류가 더 높음

○ 저질토를 합성수지로 도포 : 많은 영양염류를 포함하는 저질토에서 나오는 물질 차단

○ 차광막 설치 : 식물성 플랑크톤 및 조류의 광합성을 억제

○ 수초 및 부착조류의 제거 : 수초나 부착조류는 영양염류를 흡수해서 가둬놓는 역할을 함

○ 생물학적 제어(food chain) : 초어를 이용한 수초제거, 동물성 플랑크톤 제거 등

○ 화학적 제어 : 제초제, 황산동 등으로 수초와 조류 제거

 

입력 : 2019.04.01 17:08