화학공학기초실험 | 수질 검사

 

 

 

TIP

 

 

1. 용수의 일반적인 성질과 상태를 간단히 정성적으로 조사한다. (정확한 수질 검사법은 KSM-0111 또는 공해공정 시험법에 기술되어 있음) 수원의 샘플을 채취하여 수원의 물이 사용 가능한 작업등을 고려한다.
2. 물에 각종 시약을 첨가하면서 들어있는 불순물의 정도를 확인한다.
3. 용수의 일반적인 성질과 상태를 간단히 정성적으로 조사한다.

 

 

 

수질 검사

물의 오염도를 측정하는 실험으로, 수질오염은 물리적, 화학적, 생물학적인 오염으로 세분화된다. 대부분의 실험은 샘플의 수집과 특화된 분석실험으로 이루어져 있고, 온도측정과 같은 즉석에서 측정해야 하는 항목들은 채취원에서 바로 이루어진다. 수질 검사의 방법은 이화학적, 세균학적, 생물학적 시험의 3가지 방법이 있다.

 

1. 이화학적 시험

이화학적 시험은 간단히 말해 수중의 부유물·용해성분의 종류 및 양을 측정하는 시험이다. 비교적 단시간 내에 정확한 조사가 되는 장점이 있다. 독물의 확인은 이 시험 이외에는 방법이 없으므로 독물오염에 관련된 검사에 있어서 중요한 검사이다. 그리고 하수·공장폐수로 오염되면 각각 오염원에 특유의 성분이 증가하기 때문에 오염의 성질과 양을 판단할 때도 반드시 필요한 검사이다.

 

이화학적 시험에 의해서 얻어진 지식은 정수작업의 적부를 판단하거나 처리방법을 조정하기 위한 중요한 자료가 된다. 수질오염지표란 수질의 좋고 나쁨에 대하여 정성 또는 정량적으로 나타낼 수 있는 일종의 척도로서 그것을 측정함으로 현재의 수질의 상태를 알 수 있게 되는 지표인데, 이화학적 지표에는 pH를 비롯하여 DO, BOD 등 간접적으로 수질오염을 나타내는 지표와 그 자체가 수질오염물질인 중금속 및 유해화학물질의 양을 나타내는 등 다수항목이 있다.

 

2. 세균학적 시험

세균학적 시험은 수중의 세균류, 그 중에서 특히 대장균이 배양될 수 있는 적당한 영양분과 온도를 준 뒤에 그 결과 수량이나 존재여부를 측정하는 시험이다. 이 시험의 최대 장점은 하수·분뇨에 의한 오염을 가장 예민하게 탐지할 수 있다는 것이며 따라서 위생학적 안전성을 보증하는 가장 좋은 방법이다. 대장균은 전염병균은 아니지만 분뇨 속에 무수히 포함되어 있으므로 이 균이 검출되는 물에는 직·간접으로 분뇨가 혼입되는 것으로 추정할 수 있다.

 

따라서 이 물에는 소화기계통의 전염병균(적리·장티푸스 등)도 들어 있을 가능성이 있다는 것이 되어 음료로서 부적당하다고 판정된다. 세균시험은 또 정수처리과정에서 세균제거효율을 측정할 때에도 사용된다. 그러나 세균학시험에는 결과를 얻기까지 장시간(최저 24시간)이 소요되는 결점이 있다. 오늘날 이 결점을 없애기 위해 동위체 등을 사용하여 단시간에 측정하는 방법이 연구되고 있으나, 아직 실용화되지 않고 있다. 세균학적 지표에 사용되는 미생물에는 대장균, 일반세균 및 클로로필 a 등이 있다.

 

3. 생물학적 시험

주로 현미경을 사용하여 수중생물의 종류·수를 측정하는 시험이다. 그 결과는 생물에 의한 장애를 해결, 생물을 이용하는 처리방식에 있어서 작업관리의 적부, 처리효율의 점검·개선 등을 할 때 사용된다. 또 수생생물은 환경수질에 따라 종류·수가 다르다는 사실을 이용해서, 반대로 생물학적 시험의 결과에서 오탁의 정도를 판정할 수도 있다.

 

특히 생물은 그 때까지 오랜 기간의 수질을 반영하고 있으므로 이화학적 시험과 세균학적 시험으로 알 수 없는 과거의 오탁상황을 추정할 수 있다. Mg, Ca 등의 무기염을 많이 포함하고 있는 센물은 경도가 20 이상인 경우이고 그 이하인 경우에는 단물로 정의하고 있다. 음용수로 적당한 물은 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

 

① 무색·투명하고 24시간 방치하여도 침전이 생기지 않아야 하며 냄새가 없어야 한다. (경도는 18 이하)

② 납이나 구리 등의 중금속이 없고 암모니아를 함유하지 않아야 한다.

③ 액성은 중성이거나 약알칼리성 또는 약산성이어야 한다.

④ 물 1L를 기준으로 KMnO₄을 넣었을 때 10㎎ 이상의 찌꺼기가 생기지 않아야 한다.

⑤ 물을 방치하고나 원심 분리하여 침전을 현미경으로 검사할 때 미생물이 검출되지 않아 야 한다.

⑥ 젤라틴 배양기를 사용하여 20℃에서 48시간 배양하였을 때 물 1L에 대하여 300개 이 상의 세균 콜로니가 생기지 않아야 하며 37℃에서 24시간 배양하였을 때 100개 이상 의 세균 콜로니가 생기지 않아야 한다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 각종 물의 냄새와 색을 조사한다.

 

2) 철분을 조사한다.

① 각종 검수 10㎖를 시험관에 담고, 6N HNO₃를 가하여 가열한다.

② 냉각 후 KSCN 용액을 2∼3방울을 가하면 적색이 되는지 확인한다.

 

3) 칼슘 성분을 조사한다. 각종 검수를 담은 시험관에 1N-(NH₄)₂C₂O₄ 용액을 몇 방울 가하여 백색의 침전이 생성되는지 확인한다.

 

4) 암모니아를 조사한다. Nessler 시약을 몇 방울 가하여 황갈색 침전이 생기는지 확인한다.

 

5) 아질산이온을 조사한다. 아질산 시약을 다소 가하고 잘 혼합하였을 때 복숭아색에서 자홍색을 나타내는지 확 인한다.

 

6) 염소 성분을 조사한다. 질산으로 산성화한 AgNO₃용액을 몇 방울 가하여 백색 침전이 생성되는지 확인한다.

 

7) 유기물을 조사한다. 6N-H₂SO₄를 몇 방울을 가한 후 KMnO₄ 용액을 한 방울씩 가하면서 가열하며 KMnO₄의 적자색이 사라지는지 확인한다.

 

 

 

[화학공학기초실험]수질검사 레포트