환경 분석을 위한 일반적인 사항

환경을 관리하기 위해서는 정량적으로 수치화하여 체계적으로 관리할 필요가 있다. 실제로 환경 관련 법률에서는 각 오염물질들에 대한 배출량 및 농도를 규제하여 법적 기준치 이하로 배출하도록 요구하고 있다. 환경을 관리하기 위해서는 각 오염물질의 측정이 필수적이고 이를 위한 기본적인 사항은 반드시 숙지하고 있어야 한다. 평소에 이런 기본적인 사항들을 이해하고 환경을 관리하는 것과 모르는 것은 현장 대응 방식에 큰 차이를 가져 올 수 있다. 환경 관리를 위한 기본적인 사항들에 대해서 살펴보고자 한다.

 

분석의 기초

농도를 표시하기 위해서는 보통 백분률, ppm, ppb 등을 사용한다. 백분율은 용액의 농도를 퍼센트로 표시하는 것이다. 중량 백분율은 질량 100g 중에서 성분의 질량을 g을 표시하는 것이다. 용량 백분율은 액체 100ml 중에서 성분의 용량을 ml로 나타내는 것이다. ppm은 parts per million의 약자로써 백만분율을 표시한다. 즉 1% 는 10,000ppm을 나타낸다. ppb는 parts per billion의 약자이며 10억분율을 표시하는 것이다. 기체 중에 함유되어 있는 오염물질의 농도 표시는 표준상태인 0도씨 1기압 상태에서 세제곱미터당 오염물질의 mg의 양을 나타낸다. 몰농도와 규정농도에 대해서 들여다 보자. 몰농도는 용액 1L에 함유되어 있는 용질의 몰수를 말하며 M으로 표시한다. 용질의 몰수를 용액의 양으로 나눈 값으로 표현한다. 규정 농도는 용액 1L에 포함되어 있는 용질의 당량수를 말하며 N으로 표시한다. 용질의 당량수를 용액의 양으로 나눈 값으로 계산한다. 용액의 pH는 수용액의 산성, 중성, 알칼리성을 나타내는 척도로 이용된다. 용액 1L에 존재하는 수소이온의 상용대수의 역수를 계산하여 pH값을 계산 할 수 있다. pH의 범위는 0부터 14까지 있으며 7은 중성을 나타낸다. 7보다 작으면 산성이며 7보다 큰 경우에는 알칼리성을 나타낸다. 온도는 섭씨온도, 화씨온도, 절대온도 등으로 표현 할 수 있다. 섭씨온도는 얼음의 융해점 및 물의 비점을 각각 0도와 100도로 하여 그 사이를 100등분 한 표현방법이다. 화씨온도는 소금물이 0도 섭씨에서 결빙하는 것을 기준으로 섭씨 0도씨를 32도로 하고 섭씨 100도를 212도로 하여 180등분한 방법으로 표현한다. 절대온도는 물질의 특수성에 따르지 않고 열역학적 온도를 나타내는 이론이다. 자연계에서는 더 이상 낮출 수 없는 최저온도를 말한다.

 

유속 및 유량 측정

굴뚝이나 덕트 내에서 흐르는 가스의 유속 및 유량을 측정하는 방법을 알아보고자 한다. 측정점을 지정하여 배출가스의 온도, 정압, 동압을 측정하고 굴뚝 중심의 한 점을 선택하여 배출가스의 수분량, 밀도 등을 구한 후 계산하여 배출가스의 유속 및 유량을 측정하는 방법이다. 피토관은 금속관으로 관의 지름은 4에서 10미리미터 정도로 한다. 피토관계수를 사전에 확인하고 유속을 구하는 공식에 대입하여 유속을 구할 수 있다.

 

화학분석의 기본

용액을 제조하기 위해서는 물을 정제 증류수나 이온교환수지로 정제한 탈염수를 사용하도록 한다. 방울수는 섭씨 20도씨에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 부피가 약 1ml가 되는 것을 나타낸다. 밀폐용기는 이물질의 유입을 방지하기 위한 용기이다. 기밀용기는 공기나 다른 가스의 유입을 방지하기 위한 용기이다. 밀봉용기는 기체나 미생물의 침입을 방지하기 위한 용기이다. 차광용기는 광선을 투과시키지 않는 용기이다. 분석용 저울은 최소한 0.1mg 단위까지는 측정가능해야 한다. 저울은 검정을 갖고 있는 것을 사용한다. 정확히 단다는 것은 분석용 저울로 0.1mg까지 측량이 가능한 것을 말한다. 정확히 취하는 것은 메스플라스크나 홀피펫을 사용하여 조작하는 것이다. 즉시는 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 말한다. 감압이나 진공은 15mmHg 이하를 나타낸다. 시험 결과는 별도의 규정이 없는 경우에는 ppm이나 ppb를 사용하여 표시한다. 입자상 성분은 mg/세제곱미터를 보통 사용한다.