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탁도 tubidity

0. Title탁도의 측정1. object탁하다는 말은 빛의 통과를 방해하거나 가시 심도(visual depth)를 제한하는 부유물질을 포함하고 있다는 뜻이다.탁도는 물의 탁한 정도를 표시하는 것으로 여러 가지 부유물질에 의하여 생겨나고 그 크기범위는 콜로이드 분산질로부터 붉은 분산질에 이르며 난류도에 따라 달라진다.탁도측정방법은 기기분석법과 육안법이 있다. 기기분석법은 혼탁입자들에 의한 산란도를 측정하는 네펠로법(nephelometry)을 이용하는 것이며 육안법은 혼탁도에 의하여 빛의 통과가 방해받는 정도를 측정하는 방법이다. 탁도를 이해하기 위해 이 실험에서 우리가 살고 있는 주위의 물을 가지고 탁도를 계산하여 보자.2. Theory3.1 탁도 ( Tubidity ). 탁도의 정의 및 환경적 의의상수나 폐수 내의 부유물질에 의하여 빛이 분산 혹은 흡수됨으로써 일어나는 액체의 상태이며, 액체 내의 부유물질에 의하여 일어나는 빛의 회절을 측정하여 인위적인 단위로 나타낸 분석치. 통상 1mg/l 의 규사(硅砂, SiO2) 용액이 나타내는 탁도가 표준단위이다.우리나라 음용수 수질기준에는 NTU 단위를 사용하고 있으며 기준은 1NTU이다.물의 탁한 정도를 나타내는 것으로 백도토 1mg이 증류수 1L에 포함되어 있을 때의 탁도를 1도(또는 1ppm)로 한다. 즉 탁도는 빛의 통과에 대한 저항도로서 표준단위로는 1mg/l SiO2 용액이 나타내는 탁도로 하기로 한 다. 물의 혼탁은 토사나 부유물질의 혼입, 용존성 물질의 화학적 변화에 의한 것이 원인이 되나, 점토질 토양이 대부분이므로 표준을 점토인 백도 토로 한다. 지하수에서 천정호는 강우의 침수가 혼탁의 원인이고 심정호는 세사를 흡입하므로 탁하게 된다. 탁도가 높은 원수가 정수시설로 유입되면 침전에 다량의 약품이 소요되 고 여과지의 여과지속시간도 단축되므로 가능한 탁도는 낮을수록 좋다. 완속여과지는 탁도 30도 이하, 급속여과지는 탁도 5도 이하로 유입시에 정상적으로 운전되며 그이상의 수질에서는 여과지의 폐색이 빨라 미생물의 서식처 역할을 한다. 즉, 화학분석 및 미생물 분석에 지장을 초래하며, 염소 살균 효과를 저감시킨다. 탁도를 유발하는 물질(수중의 고형물)은 순수한 무기물부터 주로 천연의 유기물에 이르기까지 매우 다양하다. 탁도를 발생하는 물질의 이와 같은 상이한 것은 그 제거를 위한 정확한기준 설정을 어렵게 만들기도 한다.가. 먹는물 수질기준1) 미생물에 관한 기준가. 일반세균은 1mL 중 100CFU(Colony Forming Unit)를 넘지 아니할 것. 다만, 샘물 및 염지하수의 경우에는 저온일반세균은 20CFU/mL, 중온일반세균은 5CFU/mL를 넘지 아니하여야 하며, 먹는샘물, 먹는염지하수 및 먹는해양심층수의 경우에는 병에 넣은 후 4℃를 유지한 상태에서 12시간 이내에 검사하여 저온일반세균은 100CFU/mL, 중온일반세균은 20CFU/mL를 넘지 아니할 것총 대장균군은 100mL(샘물·먹는샘물, 염지하수·먹는염지하수 및 먹는해양심층수의 경우에는 250mL)에서 검출되지 아니할 것. 다만, 제4조제1항제1호나목 및 다목에 따라 매월 또는 매 분기 실시하는 총 대장균군의 수질검사 시료(試料) 수가 20개 이상인 정수시설의 경우에는 검출된 시료 수가 5퍼센트를 초과하지 아니하여야 한다.2) 심미적 영향물질에 관한 기준탁도는 1NTU(Nephelometric Turbidity Unit)를 넘지 아니할 것. 다만, 지하수를 원수로 사용하는 마을상수도, 소규모급수시설 및 전용상수도를 제외한 수돗물의 경우에는 0.5NTU를 넘지 아니하여야 한다.나. 탁도의 단위탁도의 단위 종류에는 NTU, PPM, FTU, FAU, FNU, ASBC, JTU, EBC, TE/F등이 존재한다.통상 탁도의 단위에서 쓰이는것은 JTU와 NTU가 주로 사용된다.∴ JTU (Jackson Tubidity Unit )잭슨 탁도 단위계로 측정하였을 경우 사용하는 단위임. 눈금 있는 Mass-Cylinder를 촛불 위에 올려놓은 상태에서 Mass-Cylinder에 액체를 넣게 되면 탁도에 따 40 JTU가 40 NTU와 거의 같아진다.표준 물질: SiO2 석영가루 1㎎ SiO2/ℓ = 1JTU ( 1°)kaoline 1㎎ kaoline/ℓ = 1JTU∴ NTU ( Nephelometric Turbidity Unit )Nephelometer를 사용하여 탁도를 측정하는 단위를 말함. 산란광과탁도(계량화된량)간의 관계를 나타내기 위해 산란광의 측정은 입사광의 90도에서 이루어진다.※ NTU의 표준물질: Formazin - 흰색의 고분자 화합물 ( 발암물질 )※ NTU방식은 빛의 분산정도를 측정하는 반면에 JTU방식은 빛의 흡수정도를 측정하는 것이기 때문에 두가지 단위는 실제로 연관관계가 낮은 편이다.다. 탁도의 측정 방법∴ 촛불 이용측정방법은 눈금이 있는 메스실린더 밑에 초를 두고 그 안에 시료를 넣어 눈을 통해서 촛불이 보이는 눈금을읽어 을 읽어 그 값을 탁도 측정값으로 한다. 일반적으로 육안법으로 구한 결과와 기기분석법에서 포르마진 표준을 사용하면 40 JTU가 40 NTU와 유사한 결과를보인다.∴ 사람의 눈을 이용직접 사람의 눈으로 관찰한 후 탁도를 측정하는 방법이다.∴ 투과광 이용투과광 측정방식은 측정조의 한쪽에 광원을 조사한 후 측정조를 통과한 광의 양을 측정하는 방식으로 투과된 광의 감쇄정도는 액중의 현탁물질 농도와 반비례 관계가 있다. 이 측정방법은 방식이 간단한 반면 측정액의 색도, 측정조 내부의 오염, 광원의 변동에 따라 영향을 받기 때문에 연속 측정용으로는크게 이용되고 있지 않다. 출력되는 포토셀의 신호는 탁도가 증가하면 지수함수적으로 감소한다.∴ 광도계 이용광도를 측정하는 측광기. 일반적인 측광기의 의미로 사용하는 수도 있다. Bunsen 광도계, Dummer-Brodhun광도계 등이 있는데, 이들은 눈으로 측정하는 것이기 때문에 정확도가 떨어지며 그 밖에 광전지, 광전효과(광전관)에 의한 방법, 열전퇴(熱電堆)에 의한 측정 등, 물리적으로 복사에너지를 측정하는 방법도 있다.∴ 탁도계일반적으로 수중에 흩어져있는 다양한 미분자들의 상교하여 측정하며, 시료수가 착색이 되거나 빛으로 부터 흡수가 된 경우 오차가 발생하게 된다. 측정방법 중 투과광 방식은 높은 탁도까지 사용할 수 있으며, 산란방식은 낮은 탁도용으로 많이 쓰인다.라. 탁도의 측정 원리빛이 순수한 물을 통과할 때, 빛은 상대적으로 방해받지 않는 경로를 따라 이동한다. 그러나 순수한 유체 중에 부유하는 입자에 의해 빛이 산란할 때 약간의비틀림이 발생한다. 그림 4-1에 나타낸 바와 같이 빛이 현탁 물질을 포함하는 유체를 통과할 때 입자와 상호작용을 하고, 이 상호작용은 입자의 크기, 모양, 색깔,굴절률에 따라 각기 다르다.3. Procedure1. 실험일시: 2016.9.192. 실험기구: 탁도계(Hack 社), 비커, 증류수, 기타 시료3. 실험시약: 무심천수, 하수, 증류수, 수도수, 우유채취날짜 및 시간외관날씨장소하천수2016.9.19맑음맑음무심천하수2016.9.19불투명함맑음무심천 폐수증류수2016.9.19매우 맑음맑음충북대수도수2016.9.19매우 맑음맑음수질실험실우유2016.9.19매우 탁함맑음수질실험실4. 실험 과정1) 준비한 각 시료들을 Cell에 담는다.(※ 시료를 각 Cell에 분취후 병을 지문이 묻지 않도록 깨끗이 닦아내거나시료를 분취하는 과정에서 병을 만지지 않는다.Cell에 묻은 지문이 측정 값에 영향을 줄 수 있기 때문)2) Cell을 탁도계에 잘 맞춰 넣어준 후 시료마다 범위를 맞춰 측정한다.4. Obeservation and Result< A3조 측정 결과 표 >< 표 2. 단위 NTU >범위1차 측정2차 측정평균 값하천수0~2011.412.211.8하수0~2010.911.111.0증류수0~20.340.340.34수도수0~20.410.490.45우유0~200767676< 표 3. A1, A2, A3, A4조 탁도 측정 결과 값 ( 단위 : NTU ) >시료측정 값 (평균)A1하천수11.6하수3.4증류수0.39수도수0.81우유(1000배 희석)75.5A2하천수12.9하수3.2증류수0.2수도수0.41우유(1.27수도수0.42우유(1000배 희석)765. Discussion6.1 하천수하천수의 탁도는 11.8 NTU으로 측정되었다.하천수는 한눈에 보기에도 일반 증류수나 수도수에 비해 매우 탁해 보였고실제로 증류수나 수도수보다 거의 20배에 가까운 수치로 측정되었다.4) 심미적 영향 물질① 탁도 1 NTU 이하 (1999. 2. 11. 개정, 2도이하 => 1 NTU 이하,의 경우2001년 7월1일부터는 0.5 NTU이하)탁도는 물 속의 부유물질과 관련, 가정 및 산업 용수의 수질 오염을 나타내는 지표이다 . 수도수에서의 높은 탁도는 처리후의 오염부식 또는 공급 과정의 문제를 나타내고 소독 작용으로부터 박테리아의 성장 미생물을 보호하는 역할을 하며 염소 요구량을 높인다.위의 기준은 수도수 기준이긴 하지만 수도수의 심미적 기준에 0.5NTU이하로 나와있는 것을참조해보면 물론 탁도만으로는 단정지을 수 없겟지만 탁도만의 기준으로 본다면무심천 하수는 사람이 마시기엔 매우 부적절함으로 볼 수 있다.또한 무심천 하천수 채취 몇일전 비가 온 것을 감안해 유량이 많아진 까닭에 많은 물질들이흘러 내려올 가능성을 생각해보면 어쩌면 11.8NTU의 수치는 평소보단 높게 나왔을수도 있다고 생각한다.6.2 하수하수의 탁도는 11NTU로 측정되었다.하천수의 탁도가 11.8NTU로 측정된것에 비하면 하수의 탁도가 꽤 낮게 측정되었다고 생각한다. 하수엔 생활 폐수, 산업 폐수등이 존재하는데 이들은 모두 사람의 생산활동/일상생활로 인해 인위적으로 생겨난 물질들이다. 모두는 아니지만 이들은 오염지수가 높고 그로인해 탁도도 높을거라 생각했는데 탁도는 크게 높지않았다.하천수와 같이 몇일전날 비가왔었는데 높아진 수면으로인해 수문을 개방하여 하수의 농도가 낮아지거나 얼마 쌓이지 않은 상태로 저러한 수치가 나올 수 도 있어 평소의 탁도 수치보단조금 낮게 나오지 않았나 생각한다.6.3 증류수증류수의 탁도는 0.35NTU로 측정되었다.증류수의 사전적 의미를 살펴보면‘물을 증류해서 무기 염류, 유기물, 가스 등.

공학/기술| 2016.10.13| 9페이지| 1,500원| 조회(378)

환경공학, 탁도, 수질분석, tubidity

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Solids 고형물 실험

0. TitleSolids의 측정1. Object부유물질의 측정시험은 오염폐수분석에 있어서 중요한 항목 중의 하나로서 하·폐수의 오염도를 검토하는데 쓰이는 중요한 지표 중의 하나이며, 정수 및 하·폐수처리에 있어 1차, 2차 처리와 같은 공정에서 유입 및 유출수의 부유물질 부하량을 아는데 매우 중요하며 이에 의해 처리효율을 결정할 수 있다. 또한 방류 유역에 방류하게 되는 부유 물질의 부하도 측정할 수 있다.Solid의 분석은 용수처리 과정의 생물학적, 물리학적 측면에서 중요하고 폐수의 폐기물 한계를 규정하는 기능에도 중요한 역할을 한다. 이 실험으로부터 Solid의 개념을 이해하고 용액 속에 존재하는 유기물의 양을 알아볼 수 있다.2. Theory3.1 고형물 [固形物, Solid]물속에는 여러 가지의 고형 불순물이 함유되어 있는데, 여과지를 여과시킨 물을 증발시켰을 때 남아있는 물질을 의미한다. 물속에서 존재하는 상태에 따라 용존성 고형물과 용해성 고형물로 분류된다. 총고형물(TS)은 총 용존성 물질(TSS)과 총 입자성 물질(TDS)의 합이며, 총 휘발성 고형물(TVS)과 총 강열잔열고형물(TFS)의 합이기도 하다.여기서 총 용존성 물질은 시료수를 0.45μm의 여과지를 이용하여 여과시킨 물에 존재하는 모든 고형물을 의미하며, 총 입자성 물질은 여과지에 걸러진 고형물을 의미한다. 한편, 총휘발성 고형물은 총 고형물을 약 600℃로 강열시켰을 때 휘발되는 유기성분으로 강열감량이라고도 한다. 또한 타고 남은 무기성분의 강열잔류물은 강열잔류 고형물이라고 한다. 총 고형물은 시료를 105~110℃로 가열하여 수분이 증발되고 남은 잔류물이다.3.2 총고형물 [總固形物 , Total solid]103-105℃에서 폐수를 가열하여 증발시키고 남은 찌꺼기를 총고형물이라고 한다. 현 온도에서 증기압이 높아서 증발되어지는 물질은 고형물이라 칭하지 않는다. 총고형물은 일정량 액체를 여과기에 통과시켰을 때, 여과성 물질과 여재를 통과한 물질을 합친 것을 의미하는데, 이는 휘발로이드이다.3.9 유리 섬유 [──纖維 , Glass fiber]단섬유와 장섬유가 있으며, 단섬유는 글라스울과 동의어이다. 장섬유는 융해한 유리를 다수의 노즐에서 고속으로 인출하여 합쳐서 섬유로 한 것. 단일 필라멘트의 지름은 가장 가는 것이라도 수 μm이다. 내수성을 높이기 위해 무알칼리성의 것이 많다. 유리 섬유의 성질은① 고온에 견디며 불에 타지 않는다,② 흡수성이 없고, 흡습성이 적다,③ 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않는다,④ 강도, 특히 인장강도가 강하다,⑤ 신장률이 적다,⑥ 전기 절연성이 크다,⑦ 내마모성이 적고, 부서지기 쉬우며 부러진다,⑧ 비중은 나일론의 2.2배, 무명의 1.7배이다,⑨ 매트로 만든 것은 단열·방음성이 좋다.보온·흡음용으로는 5~10μm의 것이, 여과용으로는 40~150μm의 것이 주로 사용된다.(이번 실험에서는 WHATMAN 社의 GF/C(1.2μm)를 사용한다.)3.10 멤브레인 필터 [Membrane filter]막상(膜狀)의 필터로 막에 균일한 미세 구멍이 있어서, 이것의 구멍의 지름보다 큰 입자는 완전히 포집된다.3.11 흡인여과기 [Buchner funnel , 吸引濾過器]부흐너깔때기·누체(Nutsche)라고도 한다. 작은 구멍이 많이 뚫린 받침판이 중간에 있는데, 이 받침판에 맞는 거름종이를 한 장 넣고, 용매를 조금 부어 적신다. 받침판 끝과 거름종이 사이에 틈이 나지 않도록 손가락으로 잘 눌러서 밀착시킨 다음, 깔때기를 감압플라스크(부흐너플라스크) 위에 놓고 흡수 여과시킨다. 다량의 결정이나 침전을 단시간 내에 분리시킬 수 있으므로 화학실험에서 자주 쓰인다. 최근에는 내부가 보이지 않는 자기의 결점을 보완한 유리로 된 것도 나왔으며, 또 백금으로 만든 것도 사용된다.3.12 데시케이터 [Desiccator]글래스제 뚜껑이 달린 용기, 내부에 건조제를 넣어 시료, 시약 등의 건조나 보존을 위해 사용한다. 글래스 뚜껑에 감압용 코크를 부착시킨 것도 있다. 건조제로써 실리카겔, 염화칼슘, 농황산 등이 사용된다00163100흙탕물337020401330하수306.67114162.67호소수425295130하천수300.8327.55273.28< 표 4. Glass fiber filter의 초기-건조-가열 후의 질량 변화 값 (단위:g) >A3조Glass fiber filter시료 종류초기 질량 값여과 후 건조한 질량 값태운 후 질량 값요구르트0.08920.09050.09870.09730.09020.0904평균 값 : 0.08985평균 값 : 0.098평균 값 : 0.0903흙탕물0.09000.08980.09060.09010.09020.0898평균 값 : 0.0899평균 값 : 0.09035평균 값 : 0.09하수0.08920.08790.09010.08950.08890.0884평균 값 : 0.08855평균 값 : 0.0898평균 값 : 0.08865호소수0.08820.09010.09150.09340.08930.0907평균 값 : 0.08915평균 값 : 0.09245평균 값 : 0.09하천수0.08980.08920.09010.09070.08960.0901평균 값 : 0.0895평균 값 : 0.0904평균 값 : 0.08985< 표 5. 도가니의 초기-건조-가열 후 질량 값 (단위:g) >A3조도가니 질량 값시료 종류초기 질량 값건조 후 질량 값태운 후 질량 값요구르트29.258031.213030.1690흙탕물30.309530.343230.3414하수24.717024.726224.7243호소수29.530029.547029.5403하천수29.034029.070129.0594< 표 6. A1, A2, A3, A4조의 Membrane filter 초기-건조 후의 질량 변화 값 (단위:g) >요구르트흙탕물하수호소수하천수A1조초기 질량 값0.08170.08150.08180.08140.0814여과 후 건조 질량 값0.09310.14690.08600.09050.0828A2조초기 질량 값0.08170.08320.08470.08520.0858여과 후 건조 질량 값0.09160.14320.0 450㎎/ℓVSS = SS - FSS = 8150㎎/ℓ - 450㎎/ℓ = 7700㎎/ℓDS = TS - SS = 195500㎎/ℓ - 8150㎎/ℓ = 187350㎎/ℓVDS = VS - VSS = 104400㎎/ℓ - 7700㎎/ℓ = 96700㎎/ℓFDS = DS - VDS = 187350㎎/ℓ - 96700㎎/ℓ = 90650㎎/ℓ< 표 9. 요구르트 측정 값 (단위:㎎/ℓ) >TS195500=VS104400+FS91100∥∥∥SS8150=VSS7700+FSS450+++DS187350=VDS96700+FDS906505.3 흙탕물 계산 값초기 도가니 무게 : 30.3095g (A) 초기 Glass fiber filter 평균 무게 : 0.0899g (D)시료 건조 후 무게 : 30.3432g (B) 여과 후 건조한 평균 질량 값 : 0.09035g (E)시료 태운 후 무게 : 30.3414g (C) 태운 후 질량 평균 값 : 0.09g (F)TS = B - A = 30.3432g - 30.3095g = 0.0337g/㎖ = 3370㎎/ℓFS = C - A = 30.3414g - 30.3095g = 0.0319g/㎖ = 3190㎎/ℓVS = TS - FS = 3370㎎/ℓ - 3190㎎/ℓ = 180㎎/ℓSS = E - D = 0.09035g - 0.0899g = 0.00045㎎/ℓ = 15㎎/ℓFSS = F - D = 0.09g - 0.0899g = 0.0001㎎/ℓ = 3.33㎎/ℓVSS = SS - FSS = 15㎎/ℓ - 3.3㎎/ℓ = 11.67㎎/ℓDS = TS - SS = 3370㎎/ℓ - 15㎎/ℓ = 3355㎎/ℓVDS = VS - VSS = 180㎎/ℓ - 11.67㎎/ℓ = 168.33㎎/ℓFDS = DS - VDS = 3355㎎/ℓ - 168.33㎎/ℓ = 3186.67㎎/ℓ< 표 10. 흙탕물 계산 값 (단위:㎎/ℓ) >TS3370=VS180+FS3190∥∥∥SS15=VSS11.67+FSS3.33+++DS3355=VDS168.33+ 호소수 계산 값 (단위:㎎/ℓ) >TS300.833=VS89.166+FS211.667∥∥∥SS4.5=VSS2.75+FSS1.75+++DS296.333=VDS89.16+FDS209.92< 표 14. A1, A2, A3, A4 조의 Glass fiber filter TS~ FDS 결과 값 (단위:㎎/ℓ) >TSVSFSSSVSSFSSDSVDSFDSA1요구르트***************************************4099060흙탕물10*************056.6623.3333.33106703.34100976.075726.67하수21066.66-366.6721433.3*************30.66-780.6721261.33호소수217.527.5190503020167.57.5170하천수14501341.67108.3319.57.5451430.51334.171405A2요구르트1*************88*************20099440276096.680흙탕물*************046.679.999971036.672293.3331510.0001783.333하수446.667409.6673724168422.667393.66729호소수370122.5247.53549.99010335106.5239.5하천수251.66787.5003164.1667-2-2.50.5253.66790.001163.6667A3요구르트*************110**************************50흙탕물33*************.673.333355168.333186.67하수306.67763.334243.33325232281.66740.334241.333호소수425167.5257.5165122.542.526045215하천수300.83389.166211.6674.52.751.75296.33389.16209.92A4요구르트*************266**************************93860흙탕물*************05190143.345046.665는

공학/기술| 2016.10.13| 19페이지| 2,500원| 조회(355)

환경공학, 환경실험, 수질분석, solids

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