【환경화학】 2009 국가공무원 5급(기술) 제1문

2009 국가공무원 5급(기술) 제1문^]

 

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비슷한 문제 : 2010년 제2문 

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Q. 수중에 암모니아만 일정 농도로 존재하고 염소와 반응하는 다른 물질은 없을 때, 염소소독공정에 대하여 다음 질문에 답하시오.

 

Q1. 염소 투입량에 따른 일반적인 잔류염소곡선을 그래프로 도시하고 설명하시오.

 

A1. 

이 글에 잘 정리돼 있다.

 

 

A―B 구간 : 염소가 수중의 환원제와 결합하므로 잔류염소의 양이 없거나 극히 미량 

B―C 구간 : 계속적인 염소 주입으로 결합 잔류염소가 형성되어, 잔류염소의 양이 증가

C―D 구간 : C점을 지나면서 주입된 염소가 chloramine을 NO, N₂ 등으로 파괴시키는데 소모되어 잔류염소량이 급감함

D지점 (파괴점, break point) : 염소 주입이 계속되면 더이상 염소와 결합할 물질이 없어 주입된 염소량만큼 잔류염소량 증가

 

Q2. 잔류염소의 수중에서의 존재 형태를 종류별, 단계별로 화학식을 이용하여 자세히 설명하시오.

 

A2. 

염소요구량이 0인 경우

○ Cl₂ + H₂O → HOCl + H⁺ + Cl^-

○ HOCl ⇌ H⁺ + OCl^- 

○ 유리잔류염소 : HOCl (더 살균력 강함), OCl^- 

A―B 구간 

○ 잔류염소의 양이 없거나 극히 미량 

B―C 구간 : 암모니아와 반응하여 결합잔류염소 형성

○ 모노클로라민 형성 : NH₃ + HOCl → NH₂Cl + H₂O

○ 디클로라민 형성 : NH₂Cl + HOCl → NHCl₂ + H₂O 

○ 트리클로라민 형성 : NHCl₂ + HOCl → NCl₃ + H₂O

○ 잔류염소 형태 (결합잔류염소) : NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃ 

C―D 구간 : 클로라민의 산화·분해 구간

○ 2NH₃ + 3HOCl → N₂ + 3HCl + 3H₂O

○ NH₃ + 4HOCl → HNO₃ + 4HCl + H₂O 

○ 염소클로라민이 파괴되므로 잔류염소량이 감소함

D지점 이후 : 파괴점 이후 유리잔류염소 증가 

○ Cl₂ + H₂O → HOCl + H⁺ + Cl^-

○ HOCl ⇌ H⁺ + OCl^- 

○ 유리잔류염소 : HOCl (더 살균력 강함), OCl^- 

 

Q3. 현재 국내 음용수에서 규제하고 있는 염소소독부산물을 5종 이상 기술하고, 염소소독으로 인한 문제점을 개선할 수 있는 방안을 제시하시오.

 

A3. 

(이 문제의 취지는 염소소독부산물의 종류를 아는 대로 서술하는 것에 가까움)

전체 리스트는 먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙 제2조 별표 1에서 확인할 수 있음

 

 

방안 1. 전구 물질 제거

○ 1-1. 원수 중 유기물질을 줄이기 위해 응집·침전·여과를 강화

○ 1-2. 분말활성탄, 입상활성탄, 또는 생물활성탄 사용 

방안 2. 염소 주입 조건 최적화 

○ 2-1. 과량의 염소 주입 지양

○ 2-2. 전염소 처리를 줄이고 후염소 처리로 전환하여 유기물과 염소의 접촉시간 감소 

방안 3. pH 관리 : 일반적으로 pH가 높을수록 트리할로메탄(THMs) 생성이 증가하기 쉬우므로 이를 지양해야 함

방안 4. 체류시간 관리 : 체류시간이 길수록 THMs 생성이 증가하기 쉬우므로 불필요한 장기 체류를 줄여야 함

방안 5. 대체 소독 방법 : 오존, 자외선, 이산화염소, 클로라민 등

 

 

입력: 2026.05.30 00:21