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1. 상수 및 하수처리과정과 농약 및 축산폐수와 하천수질오염의 방지와 그 대책을 설명해보자.
●상수 및 하수처리과정
1. 상수원수란 ?
"상수도로 사용할 수 있는 물의 근원"
*상수원수의 조건
① 많은 맑은 수질을 가질 것(마실만큼 처리하는데 비용이 적게들어야)
② 풍부한 양을 보유할 것(마을사람들이 마시고 쓸만큼 있어야)
③ 취수가 용이할 것(물을 끌어들이기가 쉬워야)
2. 상수 처리과정
상수원 → 침사지 → 약품 투입실 → 침전지 → 여과지 → 살균소독 → 배수지 → 각 가정,공장
-침사지 : 큰 덩어리를 걸러낸다. 하수처리 과정에서 비중이 커 물 속에 가라앉는 돌, 모래 등이나 비중이 작아 물 위에 뜨는 플라스틱병 등을 걸러내기 위해 만들어 놓은 연못
-약품투입실 : 중간입자를 걸러낸다. 약품 투입실에서는 응집지라는 과정이 있는데 그 과정에선 약품 투입실에서 투입한 수산화칼슘을 이용해 응집시키는 과정입니다. 유기물들을 수산화칼슘이나 알루미늄함유제품을 이용해서 함께 응집 시킨 후 여과지과정에서 침전시키는 단계입니다. [Al(OH)3,백반을 투입 - 철,망간 등을 산화시키기 위해 염소와 같은 "응집용 약품"을 투입한다.]
-침전지 : 약품 투입실에서 생성된 수산화알루미늄이 침사지에 가라 앉지 않은 미세먼지를 엉켜 침전 시킨다.
-여과지 : 포기조, 활성탄, 숯 등을 이용해 미세입자를 걸러낸다.
-살균소독 : 마지막 세균을 염소로 살균한다. (Cl2+H2O→HCl+HClO)하이포아 염소산, (HClO→HCl+O)로 발생기산소가 생기고 살균 및 소독한다.
-배수지 : 정화과정을 거쳐 깨끗해진 물이 가정에 공급되기 전에 마지막으로 거치는 연못을 말하는데, 급수량을 조절하면서 안정적으로 물을 공급하는 역할을 한다.
3. 하수도 란?
우리나라 하수도법에서 하수도는 하수를 수송하는 시설이외에 하수를 처리하는 시설까지 포함하는 광범위한 개념이다. 즉, 하수도란 하수(농작물의 경작으로 인한 하수 제외)를 배출원에서 처리시설까지 수송하여 처리한 다음 방류지점까지 운송하는데 소요되는 시설의 총체를 말한다.
가정 : 각 가정에서 버린 물은 하수구를 통하여 하수처리장으로 오게 된다.
침사지 : 하수와 함께 온 흙, 모래, 각종 찌꺼기 등은 침사지에서 걸러진다.
유압펌프 : 하수를 침전시키기위하여 대형펌프로 하수를 퍼올린다.
유입펌프 : 하수를 일정시간 가라앉혀 위에 뜨는 물질과 가라앉는 물질을 분리하여 처리한다.
포기조 : 포기조에서는 공기를 하수에 불어넣어 미생물이 성장하여 유기물을 덩어리로 만들어
가라앉힌다.
최종침전지 : 약3시간정도 최종침전지에 물이 머물면서 유기물덩어리는 가라앉고 위에 맑은
물은 방류지로 보내게된다.
배수 : 하수처리장에서 깨끗하게 정화된 물은 다시 낙동강으로 보내져 맑은 한강을 이룬다.
오니(Sludge)처리과정
침전지에 가라앉은 오니 : 수처리 과정에서 가라앉은 오니들은 농축조로 보내지게 된다.
수처리 과정에서 발생한 오니는 중력침전 되어 부피를 감소시키고 노도을 높여 준다.
소화조 : 밀폐된 탱크 속에서 오니를 가온하여 교반하면 오니의 유기물이 분해되어 부산물과
메탄가스가 나온다.
탈수기 : 소화 처리된 오니는 탈수작업으로 부피와 무게를 감소시켜 케이크 상태로 만들어
운반과 처분을 쉽게한다
농약에 의한 토양오염
1. 비소
가. 배출원
광산 침출수, 금속공장 폐수, 제련소 분진, 비소계 농약 등이다.
나. 피해증상
대체로 초장의 신장이 나쁘고 분얼이 안되며 엽색이 진하지 않으며 뿌리가 검게 되거나 갈색으로 되며 맑은 날에는 입이 종종 말린다.
다. 피해기작
(1) 산화상태에서는 비산염(5가)으로 존재하나 담수상태에서는 아비산염(3가)으로 되어 독성이 강하다.
(2) 아비산염은 비산염보다 독성이 강해서 하엽에서 상엽까지 말리면서 고사한다.
(3) 산성이나 강알카리성에서 용해도가 증가되므로 석회질비료를 과용하면 비소가 용출되어 피해가 예상된다.
라. 피해대책
(1) 광산이나 사업장에서 유해물질의 배출을 제한한다.
(2) 저항성 작물이나 품종을 재배한다.
(3) 석회, 인산, 유기물 등을 적량 시용하면 중금속과 산성 피해를 경감시킬 수 있다.
(4) 오염이 심할 경우는 배토한 후 객토한다.
2. 벼의 비소 피해증상
토양의 비소함량에 따른 벼의 생육저해 정도를 나타낸 피해증상으로 비소 25㎎ ㎏-1에서 생육저해가 있었으며 비소 100㎎ ㎏-1에서는 분얼을 전혀 못하고 이앙 당시의 상태로 있다
<토양의 비소함량에 따른 벼의 생육저해 정도를 나타낸 피해증상>
3. 농약에 의한 수질오염의 방지와 대책
-배출원
광산 침출수, 금속공장 폐수, 제련소 분진, 비소계 농약 등이다.
-피해증상
대체로 초장의 신장이 나쁘고 분얼이 안되며 엽색이 진하지 않으며 뿌리가 검게 되거나 갈색으로 되며 맑은 날에는 입이 종종 말린다.
-피해기작
(1) 산화상태에서는 비산염(5가)으로 존재하나 담수상태에서는 아비산염(3가)으로 되어 독성이 강하다.
(2) 아비산염은 비산염보다 독성이 강해서 하엽에서 상엽까지 말리면서 고사한다.
(3) 산성이나 강알카리성에서 용해도가 증가되므로 석회질비료를 과용하면 비소가 용출되어 피해가 예상된다.
-피해대책
(1) 광산이나 사업장에서 유해물질의 배출을 제한한다.
(2) 저항성 작물이나 품종을 재배한다.
(3) 석회, 인산, 유기물 등을 적량 시용하면 중금속과 산성 피해를 경감시킬 수 있다.
(4) 오염이 심할 경우는 배토한 후 객토한다.
4. 축산분뇨에 의한 수질오염 과 작물 피해
가. 배출원
목장 등 가축사육장으로 질소, 인, 유기물 함량이 높다.
나. 피해증상
벼에 대한 질소과잉은 과번무, 도복, 등숙불량, 병충해 등의 피해를 유발하며 유기물 과다의 피해로는 근부환경이 환원되어 뿌리의 활력이 떨어지고 부패현상을 초래하여 생육이 불량하게 된다.
다. 피해기작
(1) 분뇨에 유기물 함량이 많을 경우는 혐기조건이 형성되어 메탄 가스, 유기산, 알콜류 등 중간 대사물이 생성된다.
(2) 물중의 용존산소, 토양중의 산화물(Fe+3), 황산근(SO42-), 5가 망간 등 산소가 소멸되어 토양이 환원된다.
라. 피해대책
(1) 각 가축사육장이나 목장에서 배출량을 줄이고 분뇨를 철저히 처리한다.
(2) 비오염수와 충분히 혼합하여 관개한다.
(3) 질소질 비료를 감비하고 규산질비료 및 칼리질비료를 증시한다.
(4) 물 걸러대기를 하여 토양의 이상환원을 방지한다.
(5) 저항성 작물이나 저항성 품종을 재배한다.
2. 벼의 축산분뇨 유입 피해증상
<축산분뇨 유입으로 관개용수중 질소 과다에 의한 벼의 도복 피해>
☞수질오염의 원인
●분해성 유기 물질
유기 물질은 탄소를 비롯한 여러 가지 원소로 구성된 물질을 말한다. 이런 물질이 물에 들어가면 미생물에 의해 분해되게 되고 물 속의 산소를 소모시키며 나아가 산소가 없어지면 메탄, 황화수소 등의 냄새가 나는 가스가 나오기도 한다. 가정에서 버려지는 음식찌꺼기, 분뇨, 쓰레기와 축사에서 흘러 나오는 폐수가 그 대표적인 예이다.
●합성 세제
거의 모든 가정에서 사용되고 이쓴 합성 세제가 수질 오염의 주범이라는 사실은 널리 알려져 있다.
합성 세제는 다른 오염 물질과는 달리 물에 녹은 상태에서 미생물에 의한 분해가 어렵고 물 위에 거품이 생기게 되어 산소가 물속으로 녹아 들어갈 수 없게 될 뿐 아니라 햇빛을 차단시켜 플랑크톤의 정상적인 번식을 방해하는 등 물을 오염시키기도 한다. 또 여기에 세척력을 높이기 위하여 넣는 `인'은 인산염이 되어 부영양화 현상을 일으켜 물을 썩게 한다. 이 때문에각국에서 인의 사용을 규제하고 있어 `무린세제'가 나오게 되었다.
지금은 분해가 잘 된다는 식물성 세제가 널리 사용되고 있으나 물의 오염시비는 여전하다. 주택가나 아파트 단지 인근의 하천에서 흔히 볼 수 있는 거품의 원인이 바로 이 합성 세제이다. 합성세제의 지나친 사용은 물고기는 물론 미생물도 살지 못하는 죽음의 하천을 만드는 것이다.
● 중금속
중금속은 금속 중에서 그 비중이 4.0이상인 것을 말한다. 중금속 가운데 독성이 강한 것으로는 카드뮴, 수은, 크롬, 구리, 납, 니켈, 아연, 비소등 을 들 수 있다. 이렇게 해로운 중금속은 공장 폐수, 산업 폐기물, 쓰레기 매립장 등에서 하천으로 흘러 들어온다.
중금속은 동식물의 체내에 농축되어 있기 때문에 동식물을 섭취하는 인간의 건강에도 크게 영향을 미치게 된다. 일본에서 발생했던 그 유명한 `이타이이타이병'은 카드뮴에 오염된 어패류를 먹은 사람들에게서 발생되었고, 미나마타병은 수은에 오염된 어패류를 먹은 어민들에게서 발생했다. 산업 발전으로 유해 중금속은 증가되고 있다.
● 유독 물질
사람이나 가축에 대해 독성이 심하여 아주 적은 양으로도 해를 끼치는 화학물질을 말한다. 우리나라에서 사용되고 있는 화학 물질은 대략 1만 여종 이나 되나 계속 증가되고 있다. 이런 화학 물질은 인간 생활에 이로움을 주기 위하여 만들어지고 있으나, 이것들이 유출되어 물을 오염시키고 오염 된 물을 사람이 마시게 되면 건강에 치명적인 피해를 줄 수도 있는 것이다.
옛날에는 콜레라, 장티프스 등의 수인성 전염병의 병원균에 의한 오염이 문제가 되었으나 이제는 유독성 화학 물질에 의한 오염이 큰 문제로 나타나고 있다.
● 유류
석유 등의 유류는 비중이 물보다 낮아 수면에 유막이 만들어지는데, 1cc의 기름은 약 1,000㎡의 유막을 형성시킨다. 유막이 형성되면 빛의 투과 율을 감소시켜 물 속에 녹아 있는 산소의 양을 감소시켜 어패류의 호흡에 지장을 주며 기름 냄새가 어패류의 상품 가치를 떨어뜨린다. 하천 부근에 서 세차를 하는 경우 수질 오염이 될 수 있기 때문에 이제는 법적으로 규제하고 있다. 때로는 저수지 부근에서 유조차가 뒤집히거나 송유관에서 기름 이 흘러 나와 기름이 저수지에 흘러 들어 물의를 일으키기도 한다. 이런 상황에 대비하기 위하여 각 댐 관리 사무소에서는 유막의 확산을 방지하고 기름을 제거하기 위하여 기름 확산 차단막과 기름 유착제를 준비하여 만약의 사태에 대비하고 있다.
● 영양 염료
식물의 생장에 필요한 영양소를 제공해 주는 염류로 암모니아, 질산염, 아질산염, 인산염 등이 있다. 이러한 영양 염료가 적당히 있어야 하나 집에서 버리는 물이나 논밭에서 비료가 섞인 물이 하천이나 호수에 흘러 들어오면 플랑크톤이 아주 많이 번식하여 물을 오염시킨다. 이때는 물의 빛깔 이 검붉게 변하고 썩은 냄새가 나기도 한다. 이런 물을 정수하기 위해서는 처리비용이 많이 들 뿐만 아니라 기분 나쁜 냄새가 나는 경우도 생기게 된다. 물에 영양이 지나치게 많이 생기는 이와 같은 현상을 부영양화 현상이라고 한다.
수질오염의 피해
1. 미나마타병
이 병은 수은 화합물에 의해서 오염된 어패류를 장기간 대량으로 섭취해서 일으키는 중추신경의 질환이다.
증상 ▶ 지각장애, 청력장애.운동장애,시야협착, 언어장애,호뱋장애 등
2. 이따이 이따이 병
일본 도야마현 간쓰천 유역에 발생한 이따이 이따이병은 카드뮴에 의한 환경오염과 관계있는 건강장애이다.
증상 ▶ 요통, 하지근육통, 관절이상, 보행불능, 골연화증, 골절, 전신쇠약 을 거쳐 사망에 이른다.
가정에서 하천 수질오염 방지를 위하여 해야할 일
환경을 오염시키는 것은 쉽지만 그것을 되살리는 것은 막대한 비용과 시간이 소요되고 그동안 물고기 서식, 사람의 식수에 심각한 타격을 받는다. 환경은 우리가 즐기고 누리고 있지만 이것을 우리 후손에게 깨끗이 물려줄 책임 또한 우리에게 있다. 가정에서 각자가 수질오염을 줄이기 위하여 노력이 필요하다.
1. 샴푸로 머리 감지 않고 비누로 머리 감기.
2. 하천에 쓰레기 함부로 버리지 않기.
3. 합성세제를 쓸때는 쓸만큼만 쓴다.
4. 음식물쓰레기 하천 근처에 버리지말기..
5. 음식물 등의 주방쓰레기 발생을 줄이기
6. 되도록이면 튀김이나 기름을 쓸때는 조금만 쓰도록 한다.
2. 폐기물처리과정과 지자제의 합리적인 운영방식과 소각과 위생적 매몰의 장단점을 설명해보자.
●폐기물 처리과정
가. 폐기물의 구분
* 배출원에 따라
가정 - 주거활동에 의한 것
산업 - 공장과 같은 생산시설에 의한 것
상업 - 대규모 상가에서 배출되는 것
농업 - 가축, 농약, 농작물에 의한 것
* 배출상태에 따라
고체 또는 고형(Solid Waste) - 쓰레기, 재, 동물의 사체
액체 또는 액상(LIquid Waste) - 도시하수, 분뇨, 공장폐액, 슬러지 등과 같은 수질오염물질
기체(Gaseous Waste) - 분진, CO< HC, NOx, Ox 등과 같은 대기오염물질
나. 쓰레기 발생과 처리 현황
<폐기물 발생추이>
<98년 폐기물처리현황(단위:톤/일)>
다. 폐기물 처리과정
-파쇄시설
파쇄는 폐기물의 크기를 원래의 형태보다 작게함으로써 폐기물 크기를 비교적 균일하게 만들 수 있다. 또한 파쇄 후 부피가 감소하기도 하나 때로는 파쇄 후에 부피가 늘어날 수도 있다. 도시 쓰레기는 파쇄함으로써 취급이 용이하고, 또 분리나 회수를 효율적으로 할 수 있게 되기 때문에 파쇄는 중요한 조작이라고 할 수 있다.
-소각처리
소각처리는 폐기물 관리체계 중 중간처리 과정의 하나이며 화학적 방법에 속한다. 폐기물을 땅에 묻는 것보다 부피는 95~99%, 무게는 80~85% 줄일 수 있고 아울러 매립 공간을 절약할 수 있으므로 효과적이고 지속적인 폐기물 처리방법이라고 할 수 있다. 부수적으로 열에너지가 회수되는 경제성도 지니고 있으므로 점차 폐기물 처리 분담비율이 늘고있는 실정이다. 그러나 대기 및 토양오염 원인물질이 생기므로 철저한 오염방지 시설을 갖추어야 하는 어려움이 따른다.
일반적으로 일괄 혼합 수집한 쓰레기를 소각처리할 경우 부피는 1/5로 줄어들고, 무게는 1/4 정도로 줄어들게 된다.
-생물학적 처리(퇴비화)
퇴비화는 미생물에 의하여 유기물질이 분해하여 유용 가능한 비료 등으로 재이용하는 중간처리 방법의 일종이다. 음식물 쓰레기가 많은 우리나라의 경우 좋은 대책의 하나이다. 퇴비화는 혐기성과 호기성 상태 모두 가능하나 짧은 퇴비화 시간, 높은 병원균 사멸률, 악취발생의 염려가 없는 등의 장점이 있는 호기성 퇴비화 공법이 많이 이용되고 있다. 그러나 최근의 농민들이 퇴비의 사용을 기피하고 있으며, 음식물 중에 있는 염분의 처리가 문제시 되고 있어서 활발하게 이용되지 못하고 있다.
-고형화 처리
시멘트 고화 또는 콘크리트 고화라고도 하는데, 고형화 물질로 시멘트가 가장 많이 쓰이기 때문이다. 유해물질을 함유한 소각재.비산재.슬래그또는 고체상 방사성 폐기물 등에 고체 형태의 고정화 물질을 다량 첨가하여 단단한 덩어리 물질로 만드는 방법으로, 사업장에서 배출되는 지정폐기물 중간처리 방법 중 하나이다. 폐기물의 축소, 강도 강화, 유해물질 고정 등이 목적이다.
-자원화
도시 쓰레기를 매립 처분하는데 있어서 그 용지의 확보가 너무 어렵게 되었으며, 또 소각처리에 있어서도 배출 기준을 만족시킬 수 있는 시설을 하려면 막대한 비용 부담이 되기 때문에 전통적인 처리 처분기술을 탈피하고 자원화 기술을 개발하여 쓰레기로부터 자원과 에너지를 회수하는 실질적 경비의 절감화와 토지확보 문제의 어려움을 경감시키고자 하는 움직임이 활발해지고 있다. 도시 쓰레기의 자원화는 경제성, 환경오염 방지 및 자연 보호의 양면에서 볼 때 중요한 의미를 갖는다.
①물질회수 : 수선별 및 기계적인 방법에 의해 추출형 회수를 하는 방법으로 분리수거한 형태가 생물학적, 화학적 처리에 의해 형태가 변화할 경우에는 변환형 물질회수라 한다.
②에너지 회수 : 소각 혹은 메탄발효와 같이 화학적, 생물학적으로 폐기물을 에너지의 형태로 변환시켜 회수하는 방법이다.
-매립 처리
근대화와 공업화를 위하여 임해공업지대를 형성하고자 할 때 주로 해안부를 매립하여 형성한다. 매립에 좋은 장소는 멀리까지 물이 얕고 모래가 많은 바닷가이며, 모래일 경우에는 잘 굳어진 단단한 지반의 용지가 조성되어 바로 이용할 수 있다. 점토질이 많을 경우에는 펌프선의 작업은 쉬우나 굳어질 때까지 많은 시간이 소요되며 침하가 심하다. 이와 같은 경우에는 기업이 용지를 이용하는 시기, 필요한 기초지내력, 용지 조성 후의 침하량 등을 고려해야 한다. 그러나 매립하는 동안에 악취나 각종 벌레, 동물의 서식 등이 위생상의 문제를 야기시키지 않도록 주의해야 한다.
<폐기물 발생량 변화추이(환경부, 2004)>
●지자제의 합리적인 운영방식
-쾌적한 환경에 대한 요구의 증가와 급증하고 있는 폐기물 발생량은 적정한 폐기물 관리의 필요성을 더욱 부각시키고 있다.
-폐기물 처리시설의 설치·운영에 대한 수요증가와, 이를 위한 공부문의 재원확보와 시설의 적정한 운영·관리에 있어서의 한계는 효율적인 민간부문의 자본과 능력을 도입하는 방안을 중요한 대안으로 고려하도록 하고 있다.
-폐기물 처리시설은 님비문제 등으로 인해 시설설치 자체에 어려움을 겪고 있으며, 초기투자가 크고 자본회임기간이 길어 불확실성이 큰 특성을 지니고 있어 민간참여에 어려움이 있으므로 시장효율성의 추구와 함께 민간의 참여를 촉진하기 위한 위험분담의 문제가 고려되어야 한다.
●소각과 위생적 매몰의 장단점
1. 쓰레기 소각의 장단점
가. 장점
쓰레기 분리수거의 가장 큰 장점은 쓰레기의 부피를 크게 줄일 수 있다는 것 입니다. 쓰레기를 제대로 소각하면 재만 남게 되는데 이 때 부피가 엄청나게 줄어들지요.그리고 규정을 지켜서 소각을 한다면 매립을 하는 것 보다 위생적입니다.
나. 단점
가장 큰 단점은 아무래도 유독가스의 방출입니다. 소각 규정에 맞는 쓰레기를 완전 연소 시킨다면 이산화탄소와 수증기만 나오겠지만 이는 엄청나게 높은 열이 필요하므로 현실적으로는 불가능합니다. 따라서 쓰레기를 소각할 때에는 일산화탄소, 산화질소, 황산화물 등의 유독가스가 나옵니다. 특히 쓰레기 소각시설이 제대로 되있지 않을 때 발생되는 다이옥신은 인체에 아주 유해합니다.
또 한가지 단점은 쓰레기를 매립하는 것 보다는 비용이 많이 들고 처리할 수 잇는 쓰레기의 종ㅇ류가 한정되어 있다는 것 입니다.
2. 위생적 매몰의 장단점
가. 장점
1. 시설투자비용 및 운영비용의 저렴
2. 반입되는 폐기물의 종류에 제약이 있음
3. 성상이 다른 폐기물의 혼합매립가능
4. 폐기물의 발생량변화에 쉽게 대응
5. 매립된 땅은 일정한 기간 경과후에 다른 용도로 사용가능
6. 노천투기보다도 적은 토지면 적의 소요
7. 토지 및 장비의 확보와 동시에 작업가는
8. 토지 및 장비의 가치에 별 손실없이 언제라도 운영중단 가능
9. 환경보전측면에서 바람직
10. 신뢰가능한 폐기물 처리 방법
11. 매립지에서 발생하는 메탄가스는 에너지로 활용 가능
2. 단점
1. 토지면적의 과다소요
2. 이용가능한 매립지의 고갈로 운반거리 증가
3. 혹한기외 홍수기에 기상조건은 운영상의 문제 야기
4. 토지의 확보 곤란
5. 지하수의 확보가 곤란하거나, 보호시설의 설치시에 비용의 과다소요
6.주민의 님비현상의 증가
7. 자원의 재생효율 저하
※참고문헌
네이버 블로그, 카페
김복영 외. 1989. 농업환경화학. 동화기술.
농업기술연구소. 1986. 원색도감 농작물환경오염 피해해석.
농촌진흥청. 1977. 주요농작물 생리장해 도감.
20093184 |
홍선미 |
20093117 | 이도경 |
20082525 | 빈다정 |
20081529 | 이슬기 |
20093101 | 오단비 |
20093015 | 강새연 |
20093040 | 김승아 |
20082504 | 김민지 |
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