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용어정의 대부분의 물질을 구성하고 있는 기본이 되는 화학적 본질을 원소라 한다. 각 원소의 원자량은 원자량이 12인 탄소-12를 기준으로 하여 비례적으로 결정한다. 한 원소의 원자가는 원자가를 1로 하는 수소원자의 결합력을 기준으로 비례적으로 결정한다. 즉, 원자가가 +3인 어느 원소는 화합물에서 3개의 수소원자를 대신할 수 있으며, -3가인 원소는 3개의 수소원자와 반응할 수 있다. 어느 원소의 당량은 그 원소의 원자량을 원자가로 나눈 값으로 정의된다. 1. 원자 및 이온의 당량 = 원자량/원자가 ex) Ca2+ 당량 = 40/2 = 20     Mg2+당량 = 24/2 = 12 2. 분자(화합물)의 당량 = 분자량/양 이온의 가수 ex) CaCO3 당량 = 100/2 = 50     CaSO4 당량 = 136/2 = 68 3. 산의당량 = 분자량/H+의 수, 염기의 당량 = 분자량 /OH-의 수 ex) HCl 당량 = 36.5/1 = 36.5     H2SO4 당량 = 98/2 = 49     NaOH 당량 = 40/1 = 40     Ca(OH)2 당량 = 74/2 = 37 4. 산화제 및 환원제의 당량 = 분자량/ 주고받은 전자수 ex) KMnO4 당량 = 158/5 = 31.6     K2Cr2O7당량 = 294/6 = 49 - 과망간산의 경우   MnO4- + 8H+ + 5e-   Mn2+ + 4H2O - 중크롬산칼륨의 경우   Cr2O72- + 14H+ + 6e-   2Cr3+ + 7H2O 산 : 물에 용해되어 H+이온을 제공해주는 물질 (HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4) - 강산 : 수용액에서 완전히 해리되는 강전해질인 산 (HClO4, H2SO4, HBr, HCl, HNO3) - 약산 : 부분적으로만 해리되는 약전해질인 산 (CH3COOH), HF, H3PO4 HNO2) 염기 : 물에 용해되어 OH-이온을 제공해주는 물질 (NaOH, Ba(OH)2, KOH) - 강염기 : 수용액에서 해리되어 OH이온을 내어놓는 정도가 강한 염기 (NaOH, KOH, Ba(OH)2 Ca(OH)2) - 약염기 : 암모니아는 그 일부가 물과 반응하여 NH4+와 이온을 내놓기 때문에 약염기이다. 전해질 : 물에 녹아 이온성 용액을 만드는 물질 <산화와 환원> 산화 : 산소-산소와 화합하는 현상        수소-수소화합물에서 수소를 잃는 현상        전자-전자를 앓는 현상        원자가-원자가(산화수)가 증가되는 현상 산화제 : 하나 또는 그 이상의 전자를 얻으며 자신은 환원되고 원자의 산화수가 감소한다. 환원 : 산소- 산화물에서 산소를 잃는 현상        수소-수소와 화합하는 현상        전자-전자를 받아들이는 현상        원자가-원자가(산화수)가 감소되는 현상 환원제 : 하나 또는 그 이상의 전자를 잃으며 자신은 산화되고 원자의 산화수는 증가한다. <산화수 = 산화상태> 1. 다른 원소와 결합하지 않은 원소상태의 원자는 0의 산화수를 갖는다.    H2기체에서 H원자의 산화수는 0이고 나트륨금속에서 Na 원자의 산화수도 0이다. 2. 단원자 이온이나 원자의 산화수는 그 이온의 전하와 동일하다.    Na+, Ca2+, Cl-, O2- 이온들의 산화수는 각각 +1, +2, -1, -2이다. 3. 중성인 화합물의 경우 전체 산화수의 합이 0이 되어야하고 다원자이온의 경우 전체산화수의 합이 알짜전하     와 같아야 한다. H2SO4  황원자의 산화수는 +6이다.   (2H+)(S?)(4O2-) : 2(+1)+(?)+4(-2)=0   ?=+6 ClO4- : Cl원자의 산화수는 +7이다.    (Cl?)(4O2-) : (?)+4(-2)=-1   ?=+7 NH4+ :질소원자의 산화수는 -3이다.   (N?)(4H+) : (?)+4(+1)=1   ?=-3 Ca(s) + 2H+ (aq)   Ca2+(aq) + H2(g) Ca는 산화수가 0에서 +2로 증가해서 산화되었으며 H+는 +1에서 0으로 감소해 환원되었다. 따라서 Ca는 환원제이고, H+는 산화제이다. 여러 종류의 분자들 중에서 서로 다른 원자들이 결합하여 하나의 단위를 이루면서 반응하는 분자들을 라디칼(radical)이라고 부른다. 수산(OH-), 중탄산(HCO3-), 탄산(CO32-), 인산(PO43-), 아황산(SO32-), 황산(SO42-), 암모늄(NH4+), 질산(NO3-), 아질산(NO2-), 차아염소산(OCl-), 염소산(ClO3-), 과염소산(ClO4-), 크롬산(CrO42-), 중크롬산(Cr2O72-)등이 있으며 이중에서 수산이온이 가장 흔히 접할 수 있는 라디칼이다. 라디칼 자체는 화합물이 아니나 다른 원소와 결합하여 일종의 화합물을 형성하게 된다.   조류(Algae) : 수증에 생육하는 부유식물의 총칭이며 식물플랑크톤이라고도 한다. 인, 질소 등의 무기물을 영양으로 섭취하고 광합성을 하는 단세포 식물이다. 과다 번식할 경우는 수표면에 스컴을 형성하며, 정수처리시 여과시설을 폐쇄시키거나, 상수의 이취미의 원인이 되며 산화지에서는 광합성을 통해 산소공급원의 역할을 한다.   스컴 (Scum) : 침전지. 저류조 등의 수면에 유지, 섬유, 기타 고형물이 부상하여 형성된 덩어리를 말한다.   영양염류(Nutrients) : 인, 질소, 기타 미량원소와 같이 생물의 성장에 필요한 물질을 말하며 대부분의 수계에서는  인이 조류나 식물의 성장을 제한하는 제한 영양염류로 작용하며, 하수의 유입으로 인과 질소가 충분히 공급되면 조류가 급성장하여 녹조현상 등의 부영양화를 유발한다.   부영양화(富營養化 : Eutrophication) : 유기물, 인, 질소 등의 오염물질이 호수의 자정능력을 초과해 지속적으로 유입되면 호수내 조류의 성장이 급증하고 과잉 번식한 조류가 사멸하여 분해되는 과정에서 용존산소가 결핍되는 등의 수질악화가 나타나는 현상   녹조현상(Water bloom) : 물의 흐름이 완만하거나 정체된 하천, 호소에 녹색이나 남색을 띠는 식물플랑크톤(조류)이 과다 번식하는 현상으로, 질소·인 등 영양염류의 과도한 유입과 적정한 수온(30 )조건에서 활발한 광합성에 의해 나타난다. 국내의 경우 여름철 장마로 인하여 유역의 농경지, 축사 등으로부터 부영양화의 원인물질인 질소·인등의 영양염류가 다량 수체로 유입되고, 장마기간이 끝나면 지속적인 무더위로 인해 수온이 상승함에 따라 이와 같은 녹조현상이 급증하게 된다.   적조현상(Red Tide) : 적조현상은 육상의 하·폐수의 유입에 의한 인·질소의 과다 유입으로 해역이 부영양화되면서 해수 중 부유성 식물플랑크톤이 단시간에 급격하게 대량 증식한 결과로 바다의 색깔이 적색 또는 다갈색 등으로 변하는 현상을 말한다.   슬러지 : 수중의 부유물이 침전하여 진흙상으로 된 것으로 오니(汚泥)라고도 한다.   활성오니 : 오수를 충분히 폭기해서 산소를 공급하면, 호기성 미생물이 번식해 갈색의 플록(floc)을 형성하는데 이것은 활력이 강한 미생물 덩어리를 의미하며 생물학적 수처리에서 매우 중요한 역할을 한다.   플록(floc) : 고체 미립자가 분산되어 있는 액체를 현탁액 또는 서스펜션이라고 한다. 이 상태의 고체 미립자가 약제에 의하여 서로 응집되어 보다 큰 집합물을 형성할 때 이를 플록이라고 한다. 보통 0.1  이상의 입자가 응집한 집합물을 플록이라고 하는데 경우에 따라서는 이보다 작은 콜로이드 입자가 응집한 집합물을 가리키기도 한다. 이들 고체 미립자를 응집시켜 플록을 형성하는 약제를 응집제라고 한다. 여러 가지 응집제 중 가장 효과가 뛰어난 것은 고분자 응집제이다. 공장폐수의 처리나 용수의 정화 등 물속에 부유하는 각종 고체 미립자를 접착·응집시켜 플록을 형성한 후 침전·여과하는 조작이 행해진다.       용존산소 (DO : Dissolved Oxygen) 물 속에 녹아 있는 산소. DO라고 약칭한다. 물의 오염 정도를 나타내는 지표로 사용된다. 대기에 접해 있는 자유수면이 있으면 산소는 대기 속의 산소분압에 비례해서 물 속으로 녹아 들어가는데, 수온상승·염분농도상승에 따라서 포화용해도가 저하한다. 생물이 서식할 수 있는 양호한 물은 용존산소 농도가 높은데, 물고기는 용존산소 농도가 5ppm이하가 되면 호흡곤란으로 살 수가 없다. 그런데 수중에 최고로 녹을 수 있는 용존산소 포화농도가 20 에서 9.17ppm이고 30 에서 7.63ppm, 0 에서 14.62ppm정도이다. 해수인 경우는 7.1ppm에 불과하기 때문에 수질관리를 조금만 소홀히 하면 용존산소 부족현상을 일으킬 수 있다.   생화학적 산소요구량(BOD : Biochemical Oxygen Demand) : 수중의 유기물의 오염정도를 나타내는 지표로서, 물 속에 들어 있는 유기오염물질을 미생물이 분해하는데 필요한 산소의 양을 말한다. 호기성 미생물이 수중의 유기물을 분해할 때 산소를 소비하는 원리를 이용하는 방법으로 해당 시료를 20 에서 5일간 배양할 경우 소비된 산소의 양을 의미하며, BOD5 또는 BOD로 표현한다. 일반적으로 5일 동안은 수중에 존재하는 전체 유기물의 60∼70%가 분해되며 20일 정도의 기간이 지나야 대부분의 유기물이 분해되는 것으로 알려져 있다. 이 20일 경과 후의 BOD를 최종 BOD라하며 BODu로 표현한다. 물이 많이 오염될수록 유기물이 많으므로 그만큼 미생물이 이를 분해하는데 필요한 산소량도 증가한다. 따라서 BOD가 높을수록 오염이 심한 물로 DO농도는 감소하고 혐기생성물인 메탄, 암모니아, 황화수소 등이 생성되어 악취가 난다. BOD는 유기물질의 함량을 간접적으로 나타내는 지표로 어떤 유기물질이 수계에 유입할 때 얼마만큼 DO를 소비할 수 있는가의 잠재능력의 평가인 것이다. (1) 1단계BOD(Carbonaceous BOD) : 탄소화합물을 호기성 조건에서 미생물에 의해 분해(산화)시키는데 요하는 산소량으로 CBOD라고도 한다. (2) 2단계BOD(Nitrogenous BOD) : 질소화합물을 호기성 조건에서 미생물에 의해 분해시키는데 요하는 산소량으로 NOD,또는 NBOD라고도 한다.   화학적 산소요구량(COD) : 화학적으로 물 속에 들어 있는 모든 오염 물질들을 분해하는 데 필요한 산소의 양으로 하천·호소(湖沼)·해역(海域) 등의 자연수역에 도시폐수나 공장폐수가 방류되면 그 속에 산화되기 쉬운 유기물질이 있어서 자연수질이 오염된다. 주로 유기물질을 간접적으로 나타내는 지표로 이렇게 유기물질을 함유한 물에 과망간산칼륨(KMnO4)·중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 등의 수용액을 산화제로서 투입하면 유기물질이 산화된다. 이때 소비된 산화제의 양에 상당하는 산소의 양을 mg/  또는 ppm으로 나타낸 것이 화학적 산소요구량이다. 일반적으로 공장폐수 중 무기물을 함유하고 있어 BOD 측정이 불가능할 경우 COD를 측정하며 COD는 단시간에 측정이 가능한 이점이 있다.     경도(Hardness) 물의 세기정도를 나타내는 용어로서 물속에 용존하고 있는 Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+, Sr2+, 등 2가 양이온 금속의 함량을 이에 대응하는 CaCO3 ppm으로 환산표시한 값으로 일시경도와 영구경도가 있다. (1) 경도(CaCO3 mg/ )에 의한 물의 분류 0∼75mg/  : 연수(soft) 75∼150mg/  : 적당한 경수(moderatlely hard) 150∼300mg/  : 경수(hard) 300mg/  이상 : 고경수(very hard) (2) 경도계산 M++ : 경도유발 2가 양이온 금속,  50 : CaCO3 당량  예) 경도가 200mg/ , 알칼리도가 CaCO3로서 500mg/ , Ca2+가 Ca2+로서 40mg/ , Na+가 Na+로서 46mg/ 인 물에서 있어서 Mg2+의 농도는 Mg2+의 농도로서 몇 mg/ 인가? (단, 원자량은 Ca : 40, Mg : 24, Na : 23이다)   12mg/       24mg/      36mg/      80mg/  예) Ca2+이온의 농도가 175mg/ 인 물의 경도는 얼마인가?   175mg/       350.2mg/      394.3mg/      437.5mg/  예) Ca2+이온이 40mg/ 이고  Mg2+이온이 24mg/ 인 물의 경도는 몇 mg/ 인가? (3) 일시경도와 영구경도의 구분 : 탄산경도와 같이 끓임에 의해 제거되는 경도를 일시경도라 하는데 비탄산경도는 끓여도 제거되지 않으므로 영구경도라 한다.   일시경도(탄산경도)알칼리도 유발물질 : OH-, HCO3-, CO32-   영구경도(비탄산경도)산도 유발물질 : SO42-, Cl-, NO3-, SiO32-   유사경도(가경도) : 저농도에서는 경도를 발생하지 않는 금속이온(Na+, K+등)    총경도 = Ca경도 + Mg경도   총경도 = 탄산경도 + 비탄산경도   총경도   M-알칼리도 : 탄산경도=총경도   총경도 > M-알칼리도 : 탄산경도=알칼리도 (4) 경도가 높은 물은 비누의 효과가 나쁘므로 가정용수로서 좋지 않고 공업용수(섬유, 제지, 식품)로서도 좋지 않다. 특히 보일러용수로서는 스케일의 원인이 되므로 부적당하다. 그러나 양조용으로는 경도가 약간 높은 쪽이 좋다고 한다. (5) 칼슘, 철 등은 인체에 필요한 성분이므로 음료수에 다소 있는 것이 좋으나 너무 경도가 높으면 설사를 일키는 수가 있다, 우리나라 먹는물 기준으로는 300mg/ 이하로 되어 있으나 실제로는 100mg/ 이하가 좋다고 본다. (6) 빗방울이 공기중을 통하여 떨어질 때 탄산가스가 용해되고 빗물이 지하를 침투할 때에도 미생물의 작용에 의해 생긴 탄산가스가 용해되어 탄산이 되며 이 물이 지하의 석회층을 통과할 때 Ca2+나, Mg2+ 등 각종 광물질이 녹게 되므로 결국 센물이 된다. (7) 센물은 주로 표토층이 두텁고 석회암층이 존재하는 곳에서 발생하기 쉽고 단물은 표토층이 얇고 석회암층이 없거나 드문 지역에서 발생한다.   알칼리도(Alkalinity) 알칼리도는 알칼리성 또는 alkali와는 달리 어떤 수계에 산이 유입될 때 이를 중화시킬 수 있는 능력이 척도로 표시되며 유발물질로는 OH-(hydroxide, 수산화물), HCO3-(bicarbonate, 중탄산염), CO32-(carbonate, 탄산염)등이다. (1) 측정 및 표시방법 : 알칼리성 상태에 있는 물(시료)에 산(0.02N-H2SO4)을 주입, 중화시켜   P-알칼리도 : pH8.3(지시약 P.P : 분홍색 무색)까지 낮추는데 소모된 산의 양을 이에 대응하는 CaCO3 ppm으로 환산한 값으로 천연수에 함유되어 있는 OH-이온의 총량과 CO32-이온의 반량(半量)이 측정된다.   M-알칼리도(=T-알칼리도) : pH4.5(지시약 M.O : 주황색 옅은 주황색)까지 낮추는데 주입된 산의 양을 CaCO3 ppm으로 환산한 값으로 나머지  의 CO32-이온과 HCO3-이온전량이 측정된다.   pH8.3 : 1차 변곡점으로 CO32-가 HCO3-로 전환되는 당량점   pH4.5 : 2차 변곡점으로 HCO3-가  H2CO3로 전환되는 당량점 표. 알칼리도의 관계 ① 시료에 OH- 만 있는 경우 : pH가 매우 높으며(약 pH11이상)산을 주입시키는 경우 P.P 종말점만 찾을 수 있으며 hydroxid alkalinity = Phenolphthalein alkalinity이다. ② 시료에 CO32- 만 있는 경우 : pH가 약 9.5이상이며 산을 주입시키는 경우 P.P 종말점은 Total alkalinity의 절반이 되며 carbonate alkalinity = Total alkalinity이다. ③ 시료에 OH-과 CO32-이 있는 경우 : pH가 약 10이상이고  P.P 종말점에서 Methyl orange 종말점 사이의 알칼리도의 두배가 carbonate alkalinity 이다. 따라서 hydroxid alkalinity는 Total alkalinity에서 carbonate alkalinity를 뺀 값이다. ④ 시료에 CO32-와 HCO3-가 있는 경우 : pH가 8.3이상이며 보통 11보다는 낮다. Phenolphthalein alkalinity의 두배가 carbonate이며 나머지가 bicarbonate에 의한 alkalinity이다. ⑤ 시료에 HCO3-만 있는 경우 : pH가 8.3이거나 그 이하이며  Total alkalinit = bicarbonate alkalinity이다. 예) 다음은 알칼리도 적정결과를 나타낸 것이다. 괄호에 알맞은 것은? (단, P는 페놀프탈레인 알칼리도, T는 총알칼리도)   P = T        P =  T        P >  T       P <  T   (2) 알칼리도 계산 A : 주입된 산의 부피 (ml),  N : 주입된 산의 N농도 50000 (mg) :  CaCO3 당량,  V : 시료의 부피 (ml) (3) 알칼리도 자료의 이용 ① 화학적 응집 : 응집제 투입시 적정 pH 유지 및 응집효과 촉진 ② 물의 연수화 : 석회 및 소다회 소요량 계산 ③ 부식제어 : 부식제어에 관련되는 중요한 변수인 Langelier 포화지수 계산 ④ 완충용량 : 폐수와 슬러지의 완충용량계산 ⑤ 산업폐수의 pH는 물론 생물학적 폐수처리의 순응여부 결정 (4) 알칼리도와 pH ① 자연수 중의 알카리도는 주로 석회암 등의 광물에서 유래하며 공장폐수 등 오염에 의하는 경우도 있다. ② 자연수 중의 알카리도는 대부분이 중탄산염(HCO3-)의 형태를 취하고 있으며 탄산염이나 수산화물의 형태는 적다. (  수중에 CO2가 있어 탄산염이나 수산화물은 중탄산염으로 변화시키기 때문)  CO32- + CO2 + H2O    2HCO3-   OH- + CO2    HCO3- ③ 수산화물이나 탄산염은 수중에서 OH-를 내므로 그 양에 따라 알칼리성을 나타내나 중탄산염은 냉수 등에서 OH-를 거의 내지 않으므로 중탄산염의 양이 많아도 pH는 높아지지 않는다. 특히 용존하는 CO2가 많을수록 OH-가 나오기 어려워 pH는 높아지지 않는다.  CO32- + H2O   HCO3- + OH- (알칼리성) HCO3- + H2O   H2CO3 + OH- (일어나기 어렵다) ④ 중탄산염을 많이 포함한 물을 가열하면 화합하고 있는 중탄산염의 CO2가 분리하여 대기중으로 나가므로 중탄산염은 탄산염이 되고 여기서 OH-가 나와 알칼리성이 나타나며 pH는 높아진다. ⑤ 물을 폭기하면 수중에 함유되어 있는 유리탄산(CO2) 및 중탄산이온 등이 분해되어 생성되는 탄산가스가 공기중으로 방출되므로 pH가 증가 ⑥ 하천수의 알칼리도는 갈수시에 높아지고 출수시에 낮아지며 하천의 상류에서는 알칼리도가 낮고 하류로 갈수록 증가하는 경향이 있다. ⑦ 알칼리도가 낮은 물은 철에 대한 부식성이 강하다. ⑧ 알칼리도가 부족할 경우 소석회[Ca(OH)2]나 소다회(Na2CO3)와 같은 약제를 첨가하여 보충한다.   산도 (Acidity) 산도는 산성 또는 산과 달리 어떤 수계에 알칼리의 유입시 이를 중화시킬 수 있는 능력의 척도로서 표시되며 측정 및 표시방법으로는 어떤 산성상태에 있는 물(시료)에 알칼리(NaOH, KOH 등)를 주입 중화시켜   M-산도(=강산산도= 광산산도) : pH4.5(지시약 M.O)까지 높이는데 소모된 알칼리의 양을 이에 대응하는 CaCO3 ppm으로 환산한 값   P-산도(=T-산도) : pH8.3(지시약 P.P)까지 높이는데 주입된 알칼리 양을 CaCO3 ppm으로 환산한 값 M-산도와 P-산도가 있다.   pH4.5와 pH8.3 사이에는 산도와 알칼리도가 공존   자연수의 pH 1) 자연수의 pH는 CO2와 CO32-의 구성비율로 결정된다. CO2 + H2O   H2CO3   H+ + HCO3- H2CO3   H+ + HCO3- HCO3-   H+ + CO32- CO2 > CO32- : 산성 CO32- > CO2 : 염기성 2) 유기물질이 분해된 물은 산성이다. 호기성 분해 CxHyOz + O2   CO2 + H2O +  E 혐기성 분해 CxHyOz   CO2 + CH4 3) 저수지 등에 조류가 번식하면 pH가 높아진다. 조류의 작용   주간 : 광합성 CO2 + H2O   (CH2O) + O2  [CO2 소비 : pH증가 (9∼10),  O2제공 : DO 증가]   야간 : 호흡 CH2O + O2   CO2 + H2O  [CO2 제공 : pH감소,  O2소비 : DO 감소] 4) 지하수는 유리탄산을 많이 함유하므로 약산성이다. 5) 우수는 대기오염물질인 CO2, SOx, NOx, HCl 등의 산성가스를 용존하여 지상에 낙하할 때는 산성비(pH5.6이하)문제가 생기기도 한다.   자연수에서 CO2가 영향을 미치는 인자 ( CO2 농도가 높을 때 : pH , 산도 , 경도 )   산성비 : 깨끗한 대기중의 물의 pH는 약 5.6인데 이는 공기중에 0.035%, 즉 350ppm정도로 존재하는 탄산가스가 물에 녹아 H2CO3가 되어 표준상태에서 H2CO3의 포화용액이 되었을 때 pH값이 5.6으로 이를 기준하여 이 값보다 낮은 pH의 비를 산성비라 한다.(대기중의 SOx, NOx, 염화물 등이 빗물과 반응하여 H2SO4, HNO3, HCl,등의 산성물질로 전환되어 빗물의 pH를 5.6이하로 떨어지게 하는데 이를 산성비라 한다. 산성비 생성메카니즘 산성비의 영향 : 산성 mist, 또는 aerosol이 기류를 타고 이동하기 때문에 대기오염이 멀리 떨어진 지역에서도 발생하며 분쟁의 소지가 있다. ① 인체 : 눈, 피부자극, 토양산성에서 용존 유해금속의 먹이사슬을 통한 체내축적으로 간접피해, 심장과 폐의 기능저하와 Al 금속용출에 의해 상수원의 Al의 농도가 높아져 뼈의 약화 및 알츠하이머병과 같은 노인성 치매의 발병률이 높아짐. 산성비 속에 포함된 질산이온이 체내로 유입 몸속에서 니트로소 화합물로 변화하고 이는 위암발생과 관계가 있다.  ② 수생생물 : 밑바닥의 유해중금속의 용탈가속으로 생태계 영향, 호흡장애, pH6이하의 생존 어려움 (용탈 : 토양의 구성요소나 비료성분이 물의 하강운동으로 이동하는 것) ③ 토양 : 산성토양에서의 금속성분의 용해로 식물성장저해, 영양염류손실  ④ 식물 : 식물세포내의 영양소유실, 광합성저해,  엽록소탈색 및 잎조직 파괴, 고사. ⑤ 유적 및 재산 : 금속 및 대리석 재질의 유적 및 구조물부식, 가죽 및 고무 섬유제품의 변색 및 노화, 강우 : 때때로 알칼리성을 띨 수 있는데 주요 원인물질로는 부유재(fly ash)가 있으며 암모니아도 산성강우를 중화시키는 중요한 염기이다.   pH (수소이온지수) 물이 분해되어  H+이온 1몰당 OH-이온 1몰을 생성하며 각각 10-7 mol/ 의 농도를 가지게 된다. pH는 H+의 농도[M농도= mol/ ] 역수의 상용대수로 표현한 것으로 산이나 알칼리의 강도를 나타낸다.   물의 이온화적(Kw) ① 수온이 높아지면 전리도가 증가하여 Kw는 커진다. ② 알칼리성일수록 온도에 의한 pH변화가 커진다. ③ 물은 매우 약한 전해질이다.   용해도적 (solubility product) 고체나 기체가 액체에 용해되는 정도를 용해도라 하는데 기체의 용해도는 온도의 상승에 따라 감소하고 대부분의 고체는 온도상승에 따라 증가한다. 그러나 Ca 화합물, 즉 CaCO3, CaSO4, Ca(OH)2 등은 온도상승에 따라 용해도가 감소한다. ※ 용해도곱의 원리 (수질오염물질의 침전과 용해현상) AmBn ↔  [A]m + [B]n 1) [A]m[B]n = Ksp : 포화상태 2) [A]m[B]n > Ksp : 과포화 상태로 침전생성 3) [A]m[B]n < Ksp : 불포화 상태로 침전물질 용해 ∴ 폐수처리에서 용해된 오염물질을 불용성으로 형성 침전시킬 때는 그 물질의 Ksp값이 적을수록 해당오염물질의 침전에 유리하다. 즉, Ksp값이 적다는 것은 그 오염물질의 용해도가 낮아 용존상태로는 적게 존재하고 대부분이 물에 녹지 않는 불용성고형물로 존재한다는 의미이다.   CaCO3와 같은 낮은 용해도를 가진 염과 그 이온의 포화용액간의 평형은 여기서 Ksp를 용해도적 상수 또는 용해도적이라 한다. 예1) MgCO3의 용해도적 상수 Ksp는 2×10-8이다. 물에 대한 의 용해도는?   1.4×10-4 mole/     2.0×10-8mole/      5.0×10-7mole/     4.5×10-3mole/ sol) 예2) 25℃에서 AgCl의 물에 대한 용해도는 1.0×10-5M이다. AgCl에 대한  Ksp는 얼마인가?   1.0×10-5 mole/     2.0×10-5mole/      5.0×10-7mole/     1.0×10-10mole/ sol) 예3) [Cl-]가 6×10-3mole/ 인 용액에서 AgCl이 침전하려면 [Ag+]가 얼마가 되면 되겠는가? (단, AgCl의 용해도곱은 1.2×10-10이다.) sol) AgCl이 침전하려면 [Ag]·[Cl]이 용해도곱보다 커야 한다. 그런데 [Cl-]가 6×10-3mole/ 이기 때문에 [Ag]·6×10-3 = 1.2×10-10 ∴[Ag+] = 2×10-8mole/ 예4) CaF2층을 통해서 25℃의 물이 흐를 때 불소는 얼마정도 용해하는가? (단, CaF2의 용해도적은 3.9×10-11 . F의 원자량은 19, 물의 경도는 0인 경우다)   8.13 mg/         6.44 mg/       4.24×10-4mg/       3.39×10-4mg/     1. 수질오염현상 (1) 용존산소의 고갈 : 수중에 유입된 유기물이 미생물활동에 의해 분해되는 과정에서 산소가 소모되며 유기      물량이 과도할 경우는 수중의 산소가 고갈된다. (2) 혐기성분해에 따른 H2S 등이 악취물질발생 (3) 호수 등의 정체된 수역의 경우 식물플랑크톤이 급증해 물색깔이 녹색으로 착색되고 사멸된 식물플랑크톤      이 바닥층에서 분해되면서 심층의 산소고갈을 야기 (4) 세균수가 증가하고 유기성 슬러지의 침전이 많아진다. (5) 생물농축에 의한 상위 영양단계 생물의 중금속 오염이 발생 (6) 오염이 심해질수록 수증생물의 종다양성이 낮아지고 개체총수는 많아진다. 2. 자정작용 수계에 오염물질이 유입된 후 일정시간이 지나면 여러 가지 자연현상에 의해 오염물질이 제거되어 원래의 깨끗한 수질을 유지하게 되는 현상 (1) 물리적인 작용 : 희석, 확산, 침강 (2) 화학적 작용 : 산화, 환원, 중화, 응집 (3) 생물학적인 작용 : 미생물에 의한 오염물질의 분해(주된 자정작용)   자정작용에 영향을 미치는 인자 : 수온, 용존산소, 햇빛, pH, 수심, 유속 등 3. 수질오염의 요인과 오염물의 피해 <가정하수, 도시하수> (1) 무기물 : 식염(NaCl), 인산염(PO43-), 질산염(NO3-), 암모늄염(NH4+), 철분 등을 포함하며 이것이 하천과 해 수에 유입되면 부영양화 현상과 적조현상을 일으켜서 유해 부유생물의 대발생을 유발하여 어패류의 폐사 또는 유독화가 초래된다. 또한 COD의 증가요인이 된다. (2) 유기물 : 중성세제(=경성세제 : ABS) 및 연성세제(LAS)가 공장이나 가정에서 배출되어 하천표면에 포막형성, 자정작용을 방해하고 DO를 감소시킨다. 또한 하수내 유기물질은 수계의 DO를 감소시키고 부패요인이 된다. (3) 유류 : 수면에 유막을 형성한다. 어패류, 수산물의 유취(油臭), 어족수산물의 폐사, 수서(水棲)생물의 대사감소, 번식억제 등의 요인이 된다. (4) 분뇨 : BOD증가, COD증가, DO감소의 원인이며 부패, 악취, 부영양화현상, 각종기생충, 수인성 전염병(콜레라, 이질, 장티푸스, 유행성간염, 소아마비 등)의 대유행을 가져온다. <공장폐수> (1) 각종 유기 및 무기물 : BOD 및 COD증가, DO감소 착색 등의 요인이 된다. (2) 중금속염류 : 수은, 카드뮴, 비소, 납 등이 먹이연쇄를 통해 유독성을 나타낸다. 4. 열오염 : 발전소 등의 냉각수로 사용된 대량의 온배수(온열폐수)가 수계로 유입되는 경우에 발생 ① 열오염의 영향   수온상승으로 수중 용존산소를 감소시킨다.   수중 미생물의 활동을 증가시켜 용존산소 소모율을 크게 함으로써 혐기성상태의 발생을 촉진시킬 수 있       다.   수온변화에 따라 수중미생물이나 물고기종류의 변화를 가져올 수 있다.   수중생물의 독성물질에 대한 민감도를 증가시킨다.   수온변화로 어류의 분포와 회유로를 변화시켜 어획량이 줄어든다.   고착성 해조류, 퍠류 등 저서생물에 영향을 준다.   해조류가 이상 증식하는 경우가 있다. ② 열오염의 대책   고온의 냉각수를 희석수와 혼합시키든지 아니면 저류조에 저장 후 냉각시킨 다음 배출시킨다.   고온의 냉각수를 건물난방 및 기타 목적으로 이용한다.   고온 냉각수의 최종 방류구를 심해까지 배관으로 연결토록 한다.   냉각탑을 이용하여 열을 대기로 발산시킨다. <수질오염으로 발생되는 질병> a. 청색증 - 어린이가 질산염이 과다하게 함유된 물을 마시게 되면 체내에서 질산염이 아질산염으로 전환되어 산소 대신 헤모글로빈과 결합하게 되어 피의 산소 운반을 저해시키게 되는데, 이 경우 피부가 파랗게 변하는 증세를 보인다. b.이타이이타이병 - 식수의 카드뮴 오염에 의하여 발생하는 질병이다. 인체의 뼈에 이상이 발생하며, 심한 통증과 함께 생명을 앗아가는 치명적인 병으로 1960년 일본 도야마 현에서 처음으로 알려졌으며, 40세 이상의 농촌여성, 특히 다산부로부터 심한 요통, 관절통, 사지골과 늑골의 골절 발생 등 208명중 128명이 사망했던 사건으로 감염자가 일본말로 아프다는 뜻인 '이타이'를 반복 한데에서 병명이 유래되었다. (칼슘대사장애, 골연화증) c. 미나마타병- 1953년 일본 큐우슈우 미나마타 만에서 발생한 오염 사건에서 이름이 유래되었으며 수은에 오염된 어패류를 먹은 사람들에게 발생하는 증세로, 언어장애, 정신 장애, 등을 일으키다가 심하면 사망하기도 한다. d. 카네미油症 : 1968년 일본 큐우슈우 북서부에 카네미창고주식회사라고 하는 식용 제조회사에서 열매체로 사용하던 PCB가 식용유에 혼입되어 유통됨으로써 이를 섭취한 주민들 중 1400여명이 피부장애, 간장장애, 시력감퇴, 탈모, 칼슘대사장애, 권태증세를 일으키고 피부색소를 변화시키는 등의 피해를 입힌 사건 [농도계산] 1% = 10000ppm ppm = mg/ℓ 예1) 염산의 비중이 1.18이고 농도가 35%이다. 이 염산의 몰농도는? ㉮ 6.7mole/ℓ      ● 11.3mole/ℓ     ㉰ 22.6mole/ℓ    ㉱ 36.5mole/ℓ sol) 예2) 58.5ppm의 NaCl 용액의 농도는 몇 M인가? ㉮ 0.1             ㉯ 0.01             ● 0.001         ㉱ 0.0005 sol) 예3) 황산의 비중이 1.84이고 농도가 95%이다. 이황산의 몰농도(M)는? ● 17.8M       ㉯ 24.2M        ㉰ 30.4M      ㉱ 36.5M sol) 예4) 염산의 비중이 1.18이고 농도가 35%이다. 이 염산의 규정농도(N)는? ㉮ 6.7N        ● 11.3N        ㉰ 24.3N     ㉱ 36.5N sol) 예5) NaOH 16g을 물에 용해하여 800ml로 만들었다. 이 용액의 N농도는? ㉮ 0.1N       ● 0.5N         ㉰ 1N         ㉱ 5N sol) 예6) 황산의 비중이 1.84이고 농도가 95%이다. 이 황산의 규정농도(N)는? ㉮ 16N        ㉯ 18N         ● 36N        ㉱ 42N sol) 예7) NaCl 8g을 4℃ 물 100ml에 용해시킨 용액의 중량 %농도는? ㉮ 6.0%       ● 7.4%         ㉰ 1N          ㉱ 5N sol) 예8) Ca(OH)2 200mg/l 용액의 pH는? (단, Ca(OH)2는 완전해리, Ca분자량 : 40) ㉮ 11.3         ㉯ 11.5           ● 11.7          ㉱ 11.9 sol) 예9) pH가 3.4인 용액의 [OH-]는 얼마인가? ● 2.5×10-11(mol/l)    ㉯ 3.3×10-11(mol/l)    ㉰ 4×10-11(mol/l)     ㉱ 5.1×10-11(mol/l) sol) 예10) 0.01M의 수산화나트륨(NaOH)의 pH는? ㉮ 10          ● 12            ㉰ 2             ㉱ 7 sol) 예11) NaOH 0.4g을 물1ℓ에 녹였다. 이 용액의 pH는? ㉮ 10          ● 12            ㉰ 13            ㉱ 14 sol) 표준기압 ※ mmHg = mmtorr    mmH2O = mmAq = kgf/m2    PSI = lb/in2    mb = 103 dyne/cm2    Pa = N/m2 그동안 공부하느라 수고들 많으셨습니다. 수업시간에 나누어준 프린프물이오니 참고하시고 수업시간에 배운 계산문제를 정리해 보았으니 1쪽∼13쪽까지 잘보고 이론서술형과 계산문제를 골고루 출제하니 시험에 좋은 결과 있으시길 바랍니다. 시험은 1쪽∼13쪽에서 출제하니 수업시간에 계산기를 반드시 지참하시고 시험보시기 바랍니다. 시험은 모두 주관식으로 출제되어집니다. 특히 수업을 결강하신분들은 기말고사에 신경을 쓰기 바랍니다.