뭔가 하고 싶은 말이 있는거야?
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3 | 상수, 하수 |
학습포인트 |
최근에는 공기, 상수, 소독, 환경오염과 관련된 협약, 대기오염 등이 출제되었고, 4대 온열요소, 하수의 본처리, 대기오염 중 2차 오염물질, 수질오염, 산업보건에서 산업재해와 직업병, 식품위생에서 식중독과 소화기계감염병의 비교 등은 학습이 요구된다. |
중요포인트 | 출제연도 |
환경위생 | |
공기 | 19 23 |
상수 | 19 20 21 22 24 |
하수 | 23 25 |
의복과 주택보건 | 25 |
환경오염 | 20 21 24 |
산업보건 | 19 |
식품위생 |
[1] 상수
1. 물
•생명유지에 필수적 구성요소, 인체의 60~70%
•40%는 세포내액, 20%는 조직 내 존재, 5% 혈액 구성
•10% 상실: 생리적 이상, 20% 이상: 생명 위태
2. 물의 오탁
•수인성 질병의 전염원 20
수인성 감염병의 특징 •유행지역과 음료수 사용지역이 일치 •환자가 집단적 또는 폭발적으로 발생 •음료수의 사용을 중지하거나 개선하면 환자 발생률이 감소 또는 중단 •비교적 잠복기가 길고 치명률과 2차 감염률이 낮음 •일반적으로 성별, 직업, 연령에 차이가 없음 •계절에 관계없이 발생 ※ 우유계 감염병은 배달지역과 일치하고, 잠복기가 비교적 짧으며, 발병률과 치명률이 높음 |
•불소의 함량: 반상치(불소 과다), 우식치(= 충치)(함량 미달)
3. 물의 자정작용: 자연적으로 정화할 수 있는 능력
•물리적 작용: 희석작용, 침전작용
•화학적 작용: 폭기에 의한 유기물질의 분해, 산화작용, 자외선에 의한 살균작용
•생물학적 작용: 미생물에 의한 분해, 수생식물에 의한 광합성 등
4. 먹는 물의 수질기준
미생물에 관한 기준 | •일반세균: 1 mL 중 100 CFU를 넘지 아니할 것 •대장균군: 100 mL에서 검출되지 아니할 것 •대장균지수: 대장균군을 검출할 수 있는 최소검수량의 역수(병원미생물이나 분변오염 등을 추측할 수 있는 생물학적 오염지표) |
유해영향 무기물질에 관한 기준 21 | •질산성 질소: 10 mg/L(오래된 오염 추정 지표) •암모니아성 질소: 0.5 mg/L(유기물 오염의 시기를 측정, 분변오염 의심) •크롬(6가크롬): 0.05 mg/L •시안, 셀레늄, 비소, 납, 브롬산염: 0.01 mg/L •카드뮴: 0.005 mg/L •수은: 0.001 mg/L •유기인, PCB: 0.0005 mg/L •불소: 1.5 mg/L |
심미적인 영향물질에 관한 사항 22 | •탁도: 1NTU 이하, 색도: 5도 이하 •과망간산칼륨: 10 mg/L(유기물의 양을 측정) •철, 망간: 0.3 mg/L •수소이온농도(pH): 5.8~8.5 |
MEMORY KEY | 먹는 물 수질기준은 최근 자주 출제되고 있으니 반드시 알고 있어야 한다. |
5. 상수도 공급과정
1) 수원
•천수(우수): 증류된 물, 비, 눈
•지표수: 하천, 호수. 탁도가 높고 경도가 낮음
•지하수: 탁도가 낮고 경도가 높음
•복류수: 지표 근처, 하천의 저부에서 취수
6. 정수법
1) 침전
수중에 있는 물보다 밀도가 큰 현탁입자나 응집입자를 중력에 의해 침강하도록 만들어 분리하는 조작
보통침전법 | •유속을 느리게 하거나 수중 무생물을 이용한 침전법 |
약품침전법 | •화학적 응집제(황산반토)를 주입하여 Floc을 형성한 후 침전시키는 방법 |
2) 여과 24
물리화학적 처리로서 제거되지 않는 부유물이나 침전으로 제거되지 않는 미세한 입자의 제거를 위하여 가장 효과적인 방법
Mills - Reincke 현상 •1983년 9월 메사추세츠주 로렌스시에서 수돗물을 여과하여 급수하였더니 장티푸스 환자의 사망률이 감소–Mills 발견 •1983년 5월 독일 함부르크시에서 엘베강 물을 여과하여 같은 결과–Reincke 발견 |
| 완속사여과법 19 | 급속사여과법 22 |
침전법 | •보통침전법 | •약품침전법 |
생물막 제거법 | •사면대치 | •역류세척 |
여과속도 | •3 m/day | •120 m/day |
1회 사용횟수 | •20~60일 | •12시간~2일 |
탁도, 색도가 높을 때 | •불리 | •좋음 |
이끼류가 발생되기 쉬운 장소 | •불리 | •좋음 |
수면이 동결되기 쉬운 장소 | •불리 | •좋음 |
면적 | •넓은 면적 | •좁은 면적도 가능 |
비용 | •건설비가 많이 듦 •경상비가 적게 듦 | •건설비가 적게 듦 •경상비가 많이 듦 |
세균제거율 | •98~99% | •95~98% |
MEMORY KEY | 완속사여과법과 급속사여과법은 출제되고 있으니 반드시 알고 있어야 한다. |
3) 소독
•침전 및 여과과정에서 제거되지 않고 남아있는 미생물 살균
•가열법, 오존법, 자외선법, 이온교환법, 염소소독법 등이 사용
염소소독 •장점: 소독력이 강함, 잔류효과 큼, 조작이 간편, 가격 저렴 •단점: 독성(THM) 有, 고유의 냄새 |
(1) 염소소독의 원리
•소독에 쓰이는 염소제: 액화염소(多), 표백분, 이산화염소 등
•액화염소: 취급 간편, 가격 저렴
•염소는 수중에서 가수분해하여 염산과 차아염소산이 되고 이때 생성된 HOCl과 OCl–를 유리잔류염소라 함
Cl2 ＋ H2O ↔ HCl ＋ HOCl
HOCl ↔ H＋＋ OCl–
2) 불연속점 염소처리
•순수한 물의 경우 염소주입량에 비례하여 잔류염소량 증가
•불연속점 이상으로 염소량을 주입하여 유리잔류염소가 검출되도록 염소를 주입하는 방법
불연속점 | •수중에 암모니아성 물질이 있는 경우 염소주입량에 비례하여 잔류염소가 증가하다가 최대점에 달한 후에는 잔류염소가 감소하여 거의 0이 되는 점 |
염소요구량 | •불연속점까지의 주입염소량 |
(3) 잔류염소
•염소를 주입하였을 때 수중에는 유기물이나 산화되기 쉬운 물질이 있으므로 산화반응으로 소비되고 난 후 남아 있는 염소(유리잔류염소, 결합잔류염소)
•유리잔류염소: 차아염소산으로 존재하는 것을 말하며 결합잔류염소에 비해 소독력이 강하므로 유리잔류염소는 0.2 mg/L으로 가능하지만 결합잔류염소는 0.5 mg/L 정도가 필요함
(4) 부활현상
•정의: 염소 소독된 물은 세균이 거의 0 또는 0에 가깝게 감소되는데 어떤 경우에는 염소처리 후 시간이 경과함에 따라 세균이 재차 증식하는 경우
•식균생물이 전부 사멸되면 잔존해 있던 세균이 급증
•조류가 사멸 후 남아있는 세균이 이를 영양원으로 번식
•염소성분이 소실되면 손상세균 및 아포형성균이 발아 증식
(5) 트리할로메탄(THM)의 제어
•오염된 원수의 염소처리 시 THM이 생성되었고, 동물실험 결과 발암성 물질로 확인됨(최대 오염농도: 0.1 mg/L)
•대체방법: 오존
장점 | 단점 |
•강한 산화력과 부식성 •살균, 탈색, 탈취, 철 및 망간의 제거 •시안화합물 및 THM 발생 억제 | •잔류성 zero, 발생비용 많이 들며, 주입설비가 필요 •수온이 높아지면 오존의 소비량 증가 |
4) 특수정수법
경수연화법 | •경수: 칼슘, 마그네슘, 철, 망간 등의 무기물질들이 탄산염, 황산염의 형태로 함유되어 있는 물 •일시경수: Ca(HCO3) 함유, 가열 •영구경수: 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4) 함유, 석회소다법, 이온교환법(제올라이트법) 이용 |
조류제거법 | •동물성 생물은 물의 정화과정에서 큰 문제가 없으나 조류 등 식물성 생물은 여과막의 생성이 빠르기 때문에 미리 제거 •황산동, 염소 이용 |
불소 주입 | •충치 예방 •반상치: 많은 양의 불소 함유, 치아 백반, 흑색 반점 •우식치: 불소 부족 물을 장기 음용 |
7. 공중욕장 위생
1) 수영장 위생
인공수영장 | •탁도: 1.5도 이하, 수소이온농도: 5.8~8.5 •유리잔류염소: 0.4~1.0 mg/L •과망간산칼륨 소비량: 12 mg/L 이하 •대장균군: 10 mL 시험대상 샘플 5개 중 양성 2개 이하 •중금속: 비소(0.05 mg/L), 수은(0.007 mg/L) , 알루미늄(0.5 mg/L) 이하 | |
공중목욕탕 | 원수 | •색도: 5도 이하, 탁도: 1도 이하 •수소이온농도: 5.8~8.6 •과망간산칼륨 소비량: 10 mg/L 이하 •대장균군: 100 mg/L 중에서 검출되지 아니할 것 |
욕조수 | •탁도: 1.6도 이하 •과망간산칼륨 소비량: 25 mg/L 이하 •대장균군: 1 mL를 초과하여 검출되지 아니할 것 | |
[2] 하수
1. 하수
생활, 영업, 생산활동에 기인하여 배출된 오수 및 우수
2. 하수도
•합류식–모든 하수를 하수종말처리시설로 운반
장점 | 단점 |
•적은 시설비 •우수에 의한 하수관 자연 청소 •하수관 관리 용이 | •범람의 우려 •천수 이용이 불가 •악취 발생 |
장점 | 단점 |
•적은 시설비 •우수에 의한 하수관 자연 청소 •하수관 관리 용이 | •범람의 우려 •천수 이용이 불가 •악취 발생 |
•분류식–천수를 별도로 공공수역 운반(공장, 가정하수 등은 하수종말처리시설로)
장점 | 단점 |
•천수 이용이 가능 •범람의 우려가 적음 •환경보건 측면에서 유리 | •건설비 과다 •검사 및 보수가 어려움 •환기 곤란으로 폭발 위험성 有 |
•혼합식–천수와 가정하수의 일부를 함께 운반
3. 하수처리
예비처리 → 본처리 → 오니처리
1) 예비처리: Screen 처리, 침사법, 침전법
Screen 처리 | •부유물질 제거를 위한 처리방법 |
침사법 | •수로의 폭을 넓히고 느린 유속으로 고형물 침전 •침사조에는 유속을 감소시켜 침전시킴(0.15~0.3 m/s) •침전지에서는 제진망과 침사조에서 제거되지 않은 부유물질을 제거하기 위해 유속을 아주 느리게 하거나 정지시킴 |
침전법 | •보통침전: 유속 0.3~0.6 m/min, 12시간 •약품침전: 3~5시간 |
2) 본처리: 혐기성처리, 호기성처리
미생물을 이용하여 유기물을 분해하여 처리하는 생물학적 방법
(1) 혐기성 분해처리
•혐기성균이 무산소 상태에서 유기물 분해(분뇨, 하수, 공장폐수)
•호기성 처리에 비해 유기물질의 제거율이 다소 낮은 반면에 산소공급이 불필요하며, 오니(찌꺼기)의 발생이 적음
부패조 | •단순한 탱크로서 하수 중 가벼운 것은 부유하여 부사를 형성하여 공기를 차단 •무산소 상태가 되어 혐기성균에 의한 분해작용(부패작용)이 촉진되어 오니는 액화되고 메탄가스 발생, 악취, 유출하는 하수는 흑색 |
임호프 탱크 | •부패조의 결점을 보완하여 침전실에서는 침전이 진행되고 소화실에서는 오니의 소화가 이루어짐 |
(2) 호기성 분해처리
•산소를 공급하여 호기성균에 의하여 처리하는 생물산화법
•살수여과법, 활성오니법, 접촉여상법, 관개법, 산화지법 등 有
•혐기성 처리는 메탄가스의 발생이 많으나 호기성 처리는 이산화탄소의 발생이 많음
살수여과법 (살수여상법) | •예비처리된 하수를 살수여과지(1.8~3 m)에 살포하여 돌에 증식하는 미생물과 더불어 생물막을 형성 •표면의 미생물은 호기적 활동을 하고, 막의 저부에는 산소공급이 차단되어 혐기성 미생물에 의한 혐기성 처리가 이루어짐 •수량이 갑자기 바뀌어도 조치가 가능한 장점이 있으나 여름철에 위생곤충의 발생 및 악취가 심하며, 높은 수압이 필요 |
활성오니법 | •1차 침전조를 거쳐 나온 하수에 활성오니를 하수체적의 20~30%를 넣은 후 산소를 충분히 공급하여 호기성균의 활동에 의하여 유기물을 산화시키는 방법 •폭기법을 거친 하수는 제2침전조로 옮겨 2~3시간 체류시킨 후 방류 •침강 오니는 일부는 반송하여 재사용하며, 여분의 활성오니는 예비처리에서 얻어진 오니와 함께 소화조에 보내어 혐기성 처리 후 반출 •가장 진보된 호기성 하수처리 방법으로, 경제적이며 처리면적이 적어도 가능하지만 고도의 숙련된 기술이 요구 |
산화지법 | •물의 생화학적 자정작용을 이용한 처리방법 •소도시 •호기성균이 유기물을 분해하고, 조류는 이들 유기물 분해 시 나오는 이산화탄소와 햇빛을 이용해 광합성을 하여 산소를 방출하며, 호기성 세균은 방출된 산소를 이용하여 유기물을 분해하는 순환 연결고리가 형성되어 처리하는 방법 •비용이 적게 들고, BOD의 부하변동에 강하나 처리효율이 낮고 넓은 부지 필요 |
3) 오니처리
•육상투기, 해양투기, 소각법, 사상건조법, 소화법
•소화법(가장 진보): 소화탱크에 오니를 넣어서 혐기성 부패를 일으키게 하여 유기물을 분해, 안정화시키고, 병원미생물을 사멸시키는 방법
4. 하수오염 측정
생물학적 산소요구량 (BOD) 23 | •하수 오염도 측정 •세균이 호기성 상태에서 유기물질을 20℃에서 5일간 안정화시키는 데 소비한 산소량 •BOD가 높다는 것은 세균이 유기물질을 분해·안정화하는 데 많은 양의 유리산소를 소모하였다는 의미 |
용존산소량 (DO) 25 | •수중에 용해되어 있는 산소량 •수중에 산소를 소비하는 물질, 즉 유기물질이 많으면 이들이 생화학적 산화를 할 때 용존산소를 이용하여 산화·분해되기 때문에 DO는 감소하며, 미생물의 호흡작용에 의해서도 DO는 감소 •온도가 하강하면 용존산소 증가 •부족하면 혐기성 부패 → 메탄가스 발생 •BOD가 높다는 것은 DO가 낮다는 의미 |
화학적 산소요구량 (COD) | •하수 중의 오염원이 될 수 있는 유기물질을 직접 산화제(과망간산칼륨)에 의해 화학적으로 산화시키기 위한 산소요구량 •COD가 높다는 것은 오염도가 높다는 의미 |
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