[수질] DO 용존산소량, 윙클러 아지드법

Q. 수중의 용존산소의 농도가 높은 조건으로 옳은 것은?

① 물의 온도가 높은 것 보다 낮은 쪽이 용존산소의 농도가 높다.

② 수중 유기물양이 많은 쪽이 적은 쪽보다 용존산소의 농도가 높다.

③ 같은 온도에서 염분이 많은 물이 적은 물보다 용존산소의 농도가 높다.

④ 재폭기계수(k2)가 큰 물보다 작은 물이 용존산소의 농도가 높다.

 

답: 1번 

 

Q. 포기에 관한 설명 중 틀린 것은?

① 산소의 전달속도는 기포가 작을수록 크게 된다.

② 산소의 전달속도는 교반강도가 클수록 크게 된다.

③ 산소의 전달속도는 수중의 용존산소농도가 높을수록 크게 된다.

④ 산소의 전달속도는 공기 중의 산소 분압이 작게 되면 감소한다.

 

답: 3번 

 

Q. 수중의 산소전달에 관한 설명 중 옳은 것은?

① 수온이 높아지면 재폭기 계수가 작아진다.

② 포화 DO농도와 현재 DO농도차가 클수록 산소전달속도는 빨라진다.

③ 염분농도가 높아지면 포화 DO농도가 높아진다.

④ 수온이 높아지면 포화 DO농도도 높아진다.

 

답: 2번 

 

Q. 용존산소를 증가시키는 방법 중 틀린 것은?

① pH를 조절한다.

② 대기와의 접촉시간을 길게한다.

③ 공기방울의 비표면적을 크게한다.

④ 물에 난류를 발생시킨다.

 

답: 1번 

 

Q. 다음 중 용존산소에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 오염되지 않은 물일수록 DO는 높고 BOD는 낮다.

② 물에 대한 용해도가 커서 헨리의 법칙에 잘 적용된다.

③ 물속의 DO농도는 온도가 내려감에 따라 증가한다.

④ 제일철염, 아황산염, 암모니아성 질소는 DO를 소모시킨다.

 

답: 2번 

 

Q. 하천의 용존산소 곡선에서 DO농도가 가장 낮은 곳은?

① 변곡점

② 하수방출지점

③ 임계점

④ 방출지점으로부터 10Km 하류

 

답: 3번 

 

Q. Streeter-phelps식의 가정 조건이 아닌 것은?

① plug flow

② 확산계수 무시

③ 정상상태

④ 2차원흐름

 

답: 4번 

 

Q. 하천에서 용존산소 감소량을 구할 수 있는 Streeter-phelps식의 유도는 많은 가정하에서 이루어졌다. 다음에서 그 가정에 포함되지 않는 것은?

① 오염은 점오염원이다.

② 유기물의 분해는 2차반응에 따른다고 가정하였다.

③ 하상퇴적층의 유기물의 분해는 고려하지 않았다.

④ 수생식물의 광합성은 고려하지 않는다.

 

답: 2번 

 

Q. Streeter-Phelps 모델에 대한 내용으로 틀린 것은?

① 유기물 분해로 인한 DO 소비와 대기로부터 산소가 재공급되는 재폭기를 고려하였으며 하천에서의 오염물질의 분산은 있지만, 조류의 광합성은 무시한다.

② 하천의 자정능력을 평가하기 위한 모델로 하천은 Plug 흐름 반응조이며 반응은 정상상태라는 가정을 사용했다.

③ 하천의 오염원은 점오염원으로 가정하였으며, SOD를 무시함으로 인해 한계가 있다.

④ 수온, pH, DO, BOD, SS등의 항목으로 유기물의 분해에 따른 자정능력을 평가했다.

 

답: 4번 

 

Q. 윙클러 아지드법으로 틀린 것은?

① Fe³⁺가 방해되어 DO가 증가

② DO가 없으면 Mn(OH)2의 갈색침전 형성

③ NO2⁻의 방해를 받지 않기 때문에 사용

④ DO 0.1mg/L 이하일 때는 종말점을 찾을 수 없다.

 

답: 2번 

 

Q. 어느 폭기조 내의 폐수 DO를 측정하기 위하여 시료 300ml를 취하여 윙클러 아지드법에 의하여 처리하고 203ml를 취하여 0.025N 티오황산나트륨으로 적정하니 3ml가 소모되었다. 이 폐수의 DO는 몇 mg/L인가? (단 0.025N 티오황산나트륨의 역가는 1.2이고 전체 시료에 넣은 시약의 총량은 4ml이다.)

 

풀이 

 

DO = a f (V1/V2) (1000/V1-R) x 0.2 

     = 3 x 1.2 x 300/203 x 1000/300-4 x 0.2 

     = 3.6 mg/L

 

답: 3.6mg/L

 

Q. 청계천의 상류와 하류에서 하천수의 BOD를 측정한 결과 상류 하천수의 BOD는 25mg/L, 하류 하천수의 BOD는 19mg/L이었다. 상류 하천수의 DO가 9mg/L이었고 하천수가 상류에서 하류로 흐르는 동안 4mg/L의 재포기가 있었다고 할 때 하류 하천수의 DO는 얼마인가? (단, 지류에서 유입, 유출되는 오염수 또는 하천수는 없다) (2021해경9급)

 

풀이: 

산소소비량 = 상류BOD - 하류BOD = 25 - 19 = 6mg/L 

하류 DO = 상류 DO - 산소소비량 BOD + 재포기 = 9 - 6 + 4 = 7mg / L 

 

답:  7mg / L 

 

 

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● 자정작용

- DO농도가 높을수록 자정작용 능력은 높아진다 

- 중성 pH일수록 자정작용 능력은 높아진다 

- 수온이 노을수록 자정작용 능력은 높아진다 

- 유속이 빠를수록 자정작용 능력은 높아진다 

- 수심이 얕을수록 자정작용 능력은 높아진다 

- 일광이 강할수록 자정작용 능력은 높아진다 

 

● 자정상수(f) 

f = k2 / k1 = 재폭기계수 / 탈산소계수  

 

k1 : 탈산소계수

k2 : 재폭기계수 

 

▶ streeter - phelps 방정식 

● DO(용존산소량)

- 수중에 녹아있는 산소량

- 청정수일수록, 수온이 낮을수록, 압력이 높을수록 용해도가 크고, 용존염류의 농도가 낮을수록 용존산소량은 높다

- 물에 용해되는 산소의 양은 접촉하는 산소의 부분압력에 비례한다

- 수중에 녹아있는 염소이온, 아질산염의 농도가 높을수록 산소의 용해도는 감소한다

- 생분해성 유기물이 유입되면 호기성 미생물에 의해 수중의 산소가 소모된다

- 용존산소의 포화농도는 총용존물질(TDS) 농도에 반비례한다

- 재포기에 의해 용존산소는 증가한다

- Streeter-phelps 식은 하천의 용존산소에 대한 모형 중의 하나이다

 

- DO 윙클러변법

a: 적정에 소비된 티오황산나트륨(0.025M)의 양, f: 티오황산나트륨의 인자

V1: 전체 시료의 양, V2: 적정에 사용한 시료의 양, R: DO 고정시약