{1.대체에너지 기술개발의 필요성(1) 배경- 급격한 에너지수요의 증대- 화석연료의 지역적 편중, 고갈 한계성- 화석연료의 공해물질의 환경 직접적인 오염, 지구온난화 야기- 70년대의 두 차례 석유파동- 석유를 대체할 수 있고 공해가 없는 새로운 에너지 기술의 개발을 본격적 추진- 무공해와 신기술 개념의 [clean & safe]한 신 재생에너지(2) 필요성- 미래의 에너지원 확보와 더불어 지구환경보호 차원의 환경 친화적인 에너지자원의개발과 활용을 촉진- 국제통상 조약인 GR, TR, WTO등 다자간 협상에 능동적 대처 에너지원의 다양화2. 기술개발 현황가. 미국미국의 신·재생에너지 연구개발지원정책은 정치적인 상황에 따라 기복이 심한 편이며, 대규모 사업의 추진도 세부분야별로 계획이 수립되고 DOE(에너지성)의 담당 부서 승인을 거쳐 의회에서 예산이 조정된 후 집행되는 것이 특징이다. DOE 사용자 중심의 운영방향은 시장수요에 초점을 맞추는 기술개발 프로그램을 지향하고 있으며 DOE는 2030년까지 국가에너지수요의 28%를 대체에너지로 충당한다는 계획을 가지고 있다.나. 일본일본의 대체 에너지 기술 개발 기존 정책은 범세계적인 에너지 및 환경 제약에 대응하기 위한 " 지구재생 계획"의 이상을 실현하기 위하여 환경 조화형 산업·사화 시스템을 실현하기 위한 에너 지, 자원의 이용 효율 향상, 신·재생에너지 등 clean energy의 대규모 도입 추진, 이용 성숙도 관련 체제를 정비하고, 부존량이 풍부한 화석 연료 이용의 효율화, 고도화 및 환경 부하의 저감을 위한 노력, 에너지 제약 완화 및 환경부하 저감을 위한 혁신적 환경 기술 개발에의 도전을 목표로 하여, 에너지 소비 증가에 따른 『지구 온난화 방지 실천 계획』과『석유 대체 에너지 공급 목표』를 달성하기 위하여 실용화가 가능한 기술의 연구·개발을 가속적으로 추진하며, 지구 온난화 문제뿐만 아니라 산성비, 오존층 파괴, 폐기물, 해양오염, 사막화, 삼림 파괴 등 지구 환경 문제를 굴제협력의 장기적인 기술 개발경제성장률 변동을 고려하여 다음과 같은 시나리오를 설정하고 있다.나. 일본석유 의존도 저감에 따른 에너지 안정 공급선 확보, CO2 배출 억제에 의한 지구 온난화에의 대 응, 지역 특성을 살린 대체 에너지 도입에 의한 지역의 환경 부하 저감 등 대체에너지의 중요성은 갈수록 높아지고 있음에 비하여 일본에서도 보급은 아직까지 그다지 진척되지 못하고 있는 상황이다.일본 정부는 1994년 12월 신 에너지의 보급 촉진을 목적으로 하는 최초의 정부 기본 방침인 '신에너지 도입대강'을 결정하였다. 도입대강에서는- 재생가능에너지- 재생형 에너지- 재래 에너지의 새로운 이용 형태의 개발을 앞으로 중점 개발 분야로 정하고 구체적으로는 태양광발전, 폐기물발전 등 8개 부문을 선정하 였다. 이중 태양광발전은 앞으로 보급 확대를 위해서는 설치비용의 절감이 불가결하다고 보고 시공 방법을 포함한 시스템 전체의 표준화 등을 추진하여 2000년도에 현재의 약100배인 40만 kW의 보급을 목표로 하고 있다.다. 유 럽유럽연합(EU)은 역내의 에너지분야에 대한 심도 있는 현황분석자료를 근거로 하여 더욱 적극적이 면서도 효과적인 재생에너지 정책을 입안코자. 1994년에 "The European Renewable Energy Study : Prosepects for Renewable Energy in the European Community and Eastern Europe up to 2010" 라는 보고서를 발간한 바 있다. 이 보고서는 EU의 에너지 총기구 재생에너지분야 전반에 대한 최근 의 이용현황, 기술수준, 상업화 현황 등을 정량적으로 조사분석하고 이를 바탕으로 2010년까지의 주 요 기술별 발전 추이, 성능과 에너지 생산단가, 시장화 및 종합적 에너지 기여도 등을 예측 제시하고 있다.4. 세계 태양 프로그램 (World Solar Program :WSP(1996∼2005))가. 배경- 1996년 9월 16일과 17일에 Harare에서 개최된 WSS는 태양 에너지와 실질적인 개발에 대로그램과 프로젝트를 수행할 수 있는 교육과 훈련은 개발 중에 일부분으로써 필수적이 다.나. 공약 및 이행 사항 규정1) 인류의 경제적 사회적 발전을 증진시키기 위한 태양 에너지의 폭넓은 사용을 위해 일하겠다 고 약속한다.2) 태양 에너지 사용을 도모하고 가속화하는 정책과 효율적 메카니즘을 구성하고 국가간의 협력 체제를 도모한다.3) 적당한 기술적 도움과 자금 지원을 통한 태양 에너지의 폭넓은 사용, 국제 자금의 완전한 이 용을 통한 공공 부문과 개인 부문의 참여 증가를 꾀한다.다. 특별한 목표 그룹과 지역1) 환경적으로 파괴되기 쉬운 지역2) 여성과 아이들의 삼의 질 향상3) 훨씬 더 좋은 교육, 건강, 물공급을 위한 재생 에너지라. 신재생 에너지 프로젝트에 세계적, 지역적 그리고 국가적 우선권- 국가적 프로젝트 : 해당 국가에 잇점이 되고 다른 국가에 귀중한 정보를 제공- 지역적 프로젝트 : 세계의 다른 지역에서 발생한 다양한 지역적인 합의에 의한 경우A. 세계적인 프로젝트☞ 세계적으로 재생 에너지 교육과 훈련☞ 국제적인 재생 에너지 정보와 통신 시스템☞ 시골 지역에 전기 공급을 위한 재생 에너지☞ 담수화와 취급을 위한 재생 에너지☞ 산업 정책, 시장 확보와 재생 에너지 기술 이전B. 지역적 우선권* 아시아와 태평양 지역☞ 재생 에너지가 환경을 보호하는데 할 수 있는 역할 이해☞ 재생 에너지 사용을 증진시키기 위한 혁신적 프로그램의 설립과 도입☞ 이미 개발된 통신 기술을 이용한 세계적 통신망 시스템 설립☞ 산업 부문에 기술 이전뿐만 아니라 훈련과 연구를 하는데 협조 체제를 증진☞ 재생 에너지가 가격면에서 얼마나 효과적인지 시범적으로 제시5. 대체에너지의 종류가. 태양에너지☞ 태양열에너지태양열에너지는 다른 에너지원에 비해 잠재하는 열이 무한인데 비해 기후의 의존성이 심하고 낮은 에너지밀도(25℃ 기준 최대 1㎾/㎡)를 가지고 있어 그것을 이용할 수 있는 기술로 전환하는데 상당한 어려움이 있다. 그러나 대체에너지중 대표적인 에너지로서 제일 먼저 이용기술이 발달해도입하여 설치한 결과 1일6시간 동안 우사조명(오전 4시~7시, 오후7시~10시)과 주택에서 사용되는 1일 평균 5시간의 전 기를 공급하는데 성공했다.- 이 태양광발전시스템은 유지관리도 아주 쉬워 사용하지 않는 기간이나 이동시 완전분해 한 뒤재설치가 가능하도록 설계되어있어 특별한 기술이 없어도 사용이 매우 간편하다는 장점이 있다.☞ 태양광에너지태양광발전은 무한정, 무공해의 햇빛을 직접 전기로 바꿀 수 있는 첨단기술이다. 따라서 햇빛이 비치는 곳에서는 어디서나 전기를 얻을 수 있으며, 다른 발전방식과는 달리 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 깨끗한 에너지원이다. 또한 연료의 수송과 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며, 수명이 길고, 설비규모의 선택과 설치공사가 쉬운 장점이 있다. 그러나 태양에너지의 밀도와 태양광발전시스템의 변환효율이 낮아 넓은 설치면적이 필요하고, 발전단가가 상대적으로 높은 단점이 있기 때문에, 태양광발전기술의 궁극적인 실용화를 위해서는 기존발전방식과 경쟁 가능한 가격수준의 저가. 고효율 기술개발 및 대량보급이 선행되어야 한다. 이러한 태양광발전기술은 1954년 미국의 Bell Lab에서 단결정 Si을 사용한 태양전지가 개발되어 1958년 인공위성 VanguardⅠ호의 보조전원으로 사용됨으로써, 1960년대의 미.소 냉전시대에 우주용 전원으로 실용화되었다.나. 바이오에너지- 광합성에 의해 생성된 각종 생물자원, 유기성 폐기물 등 유기물질을 미생물 전환에 의해 연료용 가스와 액체연료를 생산, 공급하는 기술- 기술개발 및 환경변화를 통해 경제성이 제고되면 국내 자원으로 총 400만 TOE의 대체가 가능함다. 풍력발전- 원리 : 바람의 힘은 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력은 전력계통이나 수요자에게 공급하는 기술- 시스템 구성 : 풍력이 가진 에너지를 흡수, 변환하는 운동량변환장치, 동력전달장치, 동력변환장치, 제 어장치 등으로 구성되어 있으며 각 구성요소들은 독립적으로 그 기능을 발휘하지 못하 며 연관되어 전체적인 시스템으로서 : 파도에 의한 해면의 상승운동으로 압출되는 공기로 터빈을 회전시켜발전하는 기술○ 온도차발전 : 해양 표면층의 온수(예 : 25∼30℃)와 심해 500∼1000m정도의 냉수(예 : 5∼7℃) 와의 온도차를 이용하여 열에너지를 기계적에너지로 변환시켜 발전하는 기술- 종류및 입지조건 : 에너지 이용방식에 따라 조력, 파력, 온도차발전으로 구분되며, 기타 해류발전, 근해 풍력발전, 해양 생물자원의 에너지화 및 염도차 발전 등이 있음- 기술개발경위 : 해양에너지 자원조사 및 국내 적용 타당성 검토, 분석- 개발후 기대효과 : 해양자원의 다각적 이용, 연안 및 낙도에 전력공급- 국내ㆍ외 기술개발 현황마. 지열에너지- 일반적으로 지열유체 중 증기만을 이용하여 발전하는 천연증기 발전방식이 채택된다.- 이탈리아의 라르데렐로, 미국의 가이저와 같이 건조한 증기가 분출하는 곳은 드물고, 대개의 경우 물이 섞인 증기가 분출되므로, 기수분리기를 이용하여 증기를 분리하여 사용한다.- 터빈의 형식으로는 증기 속에 비응축성의 가스가 많을 때라든지 소규모의 일시적인 발전을 위해서 는 배기를 대기 중에 방출하는 배압식 터빈이 사용되는데, 보통은 배기를 복수기로 응축시키는 복 수터빈이 사용된다.- 기수분리기로 분리된 열수가 고온·다량일 때에는 이를 저압증발 (플래시)시켜서 발생한 증기를 혼압터빈의 저압단에 넣어서 출력증가를 꾀한다. 이를 플래시발전이라 하는데, 새로운 지열발전소 에는 이 형식이 채택되고 있는 곳이 많다.- 복수기에는 직접 접촉식의 제트콘덴서가 채택되며 거기에 사용하는 대량의 물을 냉각해서 재사용 하기 위한 냉각탑이 재설치된다.- 증기발전과는 달리 열수의 열에너지를 이용하여 발전하는 열수발전방식이 있는데, 이 방식의 발전 소는 아직 예가 드물다.- 지열발전용 터빈은 터빈 입구압력이 고작 7㎏ 정도의 저압터빈이기 때문에 화력발전용 터빈에 비 하여 대형이 된다. 또 증기 속에 함유되어 있는 비응축성 가스를 제거하는 가스추출기도 독특한 설비이다.바. 수소에너지에너지는 미래의 청정에
pH는 산(acid)과 염기의 농도를 나타내는 지표로서 용액에 녹아 있는 수소이온농도의 여수에 대수를 취한 값으로 물 속의 수소이온농도를 측정하여 물의 상태가 산성 또는 중성인지 구별하는 척도로 사용한다. pH의 범위는 1∼14의 범위를 갖고 있다. pH의 변화에 따라 pH=7은 중성, pH>7은 염기성, pH<7은 산성의 성질을 나타낸다. 보통 담수의 pH는 7부근에서 나타내고 8을 초과하는 경우가 거의 없다. 담수의 pH가 변화하는 원인으로는 해수(pH가 8정도)가 하천으로 유입되거나 염기성 온천수의 유입, 물이 석회암 틈새를 통과하는 경우 등이 있다. 또한 수중에서 조류등의 광합성으로 수중에서 CO2를 소비하면 물은 염기성에 가까워지고 유기체가 분해되면 CO2, 유기산등을 발생시켜 산성에 가까워진다. pH가 5이하를 나타내는 물은 산성수이며 이와 같은 물은 음료수(음용수 수질기준 : 수소이온농도는 pH 5.8 내지 8.5이어야 할 것)는 물론 농·수산 및 공업용수로도 부적합하여 사용할 수 없게 된다. 또한 pH는 상수관이나 구조물의 부식과 깊은 관계가 있고, 수처리 및 화학적 처리(응집침전, 중화, 산화, 환원)등에서 pH는 큰 지배인자로 작용하게 된다.
1. 실험 {목적상수도 시설을 통하여 공급되는 물은 정수장에서 침전, 여과, 소독 등 여러 단계를 거쳐서 생활용수 및 공업용수 등으로 공급되게 된다.그 중 침전이나 여과의 전처리로 응집처리를 실시하게 된다.응집이란 폐수의 탁도나 색의 원인이 되는 불순물을 분리 제거할 경우 보통은 침전처리를 하나 탁질의 입자가 작아서 침전이 잘 되지 않을 경우 입자를 크게 하여 침강시키는 조작을 말한다.화학적 응집방식으로는 미세한 물질이나 콜로이드 상태 또는 용해성 물질의 유기성, 무기성 물질의 침전 및 흡착을 사용하며 이러한 화학적 응집의 대부분은 생물학적 처리와 병용하여 실시된다.또한 응집은 진흙입자, 세균, 조류, 색소, colloid, 유기물 등 탁도를 일으키는 불순물을 제거하고, 맛과 냄새도 제거하여 오염된 지표수나 각종 폐수를 처리하기 위해 많이 사용되고 있다.이러한 응집처리는 Jar test를 실시하여 정수장에 유입되는 원수의 처리에 적합한 응집제, 알카리제 및 응집보조제 등 응집처리에 필요한 응집약품의 최적의 약품주입량을 결정하게 된다.응집약품에 의한 응집반응은 응집제의 종류, 원수의 탁도, pH, 수온, 알카리도 등에 따라 변화하므로 약품혼화지에 약품 투입시 Jar test를 실시하여 최적의 약품주입량을 결정하여 응집효과를 극대화시켜야만 효과적으로 원수를 정수하고 질좋은 물을 공급할 수 있게 된다.2. 실험 기구(1) Jar tester : control box 및 교반기(2) 비이커 1000ml 6개(3) 응집약품 : PACS(폴리수산화염화규산알루미늄)황산알루미늄(4) 탁도계 1개 (Digital direct reading turbidimeter)(5) micro pipet 1개(6) 메스 실린더 1000ml 1개(7) 스포이드3. 실험 방법(1) 비이커에 시료를 적당량 (500∼600ml) 담아 6개를 준비한다.(2) 각 비이커를 약품교반기에 안착시키고, 각 비이커마다 서로 다른 농도의 응집제를 투여한다.(3) 1분간 급속교반한 후, 교반속도를 40rpm으로 하여 10분간 완속교반한다.(4) 교반이 끝나면 10분간 floc이 침전시킨다.(5) 각 비이커의 수며 아래 2.5cm의 지점에서 상등액을 조심히 취하여 탁도를 측정한다.(6) 실험을 수회 반복하여 최적 주입량을 얻는다.4. 실험 결과▶ 차트{비이커 번호123456응집제 투여량(PPM)51015202530탁도0.610.660.600.590.600.65∴ 최저의 탁도는 0.59이고 그때의 응집제 투여량은 약 20ppm임을 추정할 수 있다.5. 결론 및 고찰이번 실험은 각 시료에 대한 응집의 특성에 대해 알아보는 실험이었다. 모든 실험에 있어 독립변인과 종속변인이 있듯이 이번 실험 역시 그것을 잘 말해주는 실험이었다. 사실 이번 실험은 간단한 실험이지만 가장 중요한 것이 농도를 달리 해야 하는 것인데 생각처럼 쉽지 않았다. ppm이라는 단위에 맞춰 시료의 농도를 조절하는데 처음부터 많은 실패와 착오 끝에 실험을 시작하게 되었고 실험 과정에서도 원인을 제대로 분석하지 못해서 결과 값에 많은 차이를 보였다. 결국 데이터의 큰 오차로 인해 전조의 실험결과를 바탕으로 보고서를 작성했다.시간관계상 각 시료에 대하여 응집보조제를 일정하게 하고 응집제를 변화시킨 경우만을 측정하였으며, 응집제를 일정하게 하고 응집보조제를 변화시킨 경우는 측정하지 못하였다. 그러나 실제적으로 응집작용에는 수온, pH, 알칼리도, 교반조건 등의 많은 인자가 관여하는 것으로 강의 시간에 배운 경험이 있다. 특히 수온의 경우, 수온이 응집에 미치는 영향은 조건에 따라 다소 차이가 있으나 일반적으로 수온이 높으면 응집제의 화학반응이 촉진되어 응집효과가 좋아지며, 수온이 낮으면 Floc형성에 요하는 시간이 길어지고, 응집제의 사용량도 많아지는 것으로 알려져 있다. 실험실에 있는 수온의 경우는 온도가 다소 낮았다. 기회가 된다면 온도에 따라서도 달라지는지 직접 실험을 해 보고 싶다.강의 시간에 배운 내용을 실제 시료를 가지고 실험을 하면서 현장 시설에서의 경우를 연상해 보았다. 하수처리장 견학을 갔던 것을 기억해 보면 어느 정도 이번 실험과 연관성이 있다고 생각되었다. 대개의 가정하수와 산업폐수의 처리시 부유고형물 측정자료는 보통 폐수처리장에서의 부유고형물 제거의 효율을 판단하는 데 이용된다고 강의시간을 통해 배운 적이 있다. 그러나 이 측정에는 시간이 많이 걸리는 데 비하여, 화학적 처리를 이용하는 처리장에서는 약품의 투여량을 수시로 변화시켜야 한다. 반면 탁도의 측정자료는 빠르게 얻을 수 있고 또 필요한 정보를 얻을 수 있으므로 유용하게 이용할 수 있다. 이 자료를 사용함으로써 약품 투여량을 최소한의 양으로 조절할 수 있으며 또 양질의 배출수를 얻을 수 있게 된다. 이번 실험 역시 이러한 탁도를 측정해 약품의 투여량을 산출하는데 의의가 있었다고 하겠다.6. 참고 사항◎ 콜로이드혼탁된 물에 포함된 미립자 중 극히 작은 것과 비중이 작은 유기물 (비중 1.2 - 1.4)은침전에 장시간을 요하며, 보통 침전지의 체류시간으로는 침전을 기대할 수 없다. 이 경우침전을 신속하게 하기 위해 약품을 주입하여, 이 약품에 의해 미립자가 결합해서 floc을 형성하는 것이다. 이 floc은 함수율이 높고 비중이 작지만, 입경이 크므로 빨리 침전한다. 이와 같이 미립자가 결합되는 것을 응집이라고 한다.{입자의 직경 (mm)종 류침강속도 (m/s)10자 갈0.731굵은 모래1.230.1가는 모래1×10-20.01해 감1×10-40.0001큰 콜로이드1×10-80.000001작은 콜로이드1×10-13응결(Coagulation)과 유사한 의미로 쓰여지는 응집(Flocculation)이란 말이 있는데 최근에는 응결을 콜로이드 전하의 중화로 입자가 결합하는 경우에 쓰고, 응집은 응결된 입자가 가교현상에 의하여 서로서로 결합하는 경우에 써서 구별하기도 한다.응집에 사용되는 약품을 응집제라고 하며 보통 알루미늄이나 철의 염류가 사용되며, 이것은 전해질로 수중에서 전리해서 응집력을 발휘한다. 보통 응집제로 사용되는 알루미늄이나 철의 염류는 하전의 중화작용에 의하여 콜로이드 입자를 불안정화하여 입자의 결합을 보전함과 동시에 수중의 alkali분과 화학반응을 일으켜 불용성 수산화물의 콜로이드를 형성하고, 그것이 미소입자를 흡착하여, sponge상 혹은 jelly상의 floc을 형성하여 침전한다. 이들 floc은 큰 표면을 갖고 있으므로 입자의 흡착효과가 좋다.◎ 응집이론1) 전기 이중층의 압축콜로이드 주의에 있는 물 속의 이온량은 정전기 전위를 감소시키는 효과를 가지고 있다. 높은 이온농도는 주로 반대이온으로 구성된 층을 콜로이드 표면 방향으로 압축하게 된다. 이 층이 충분히 압축되면 반데르발스힘이 전체의 영역에 지배적인 영향을 미치게 되며, 순 힘은 인력이 되고 에너지 장벽은 없어진다.이온층 압축의 예로는 탁한 하천수가 바다로 흘러들어갈 때 자연적으로 일어나는 상황이다. 그 곳에서 물의 이온농도는 크게 증가하고 응집 및 침강이 일어난다. 원래 입자가 작아서 응집 없이는 침강할 수 없었던 그러한 물질들도 퇴적(사막지)하게 된다. 알루미늄과 철염과 같은 응집제가 수처리에 사용되어 이온화된다. 하지만 보통 사용되는 농도에서는 이온층 압축에 충분히 영향을 미칠 정도의 이온 농도로 증가되지는 않는다.2) 전기적 중화 및 흡착흡착과 이온 중화의 이론에 있어서 이온의 양보다는 성질이 가장 중요하다.- Dodecylammonium ions의 투여+1 charge : 전기역학적 요소만 고려한다면 Na+와 동일 응집효과를 지녀야 마땅하나 보다 월등히 낮은 투여량에서 동일효과가 나타난다. 과량투여시 charge reversal에 의한 재안정화 발생. 즉, 전기적 상호작용만 있으면 중화외의 응집제는 용존되어야 하나 흡착현상이 발생하므로 전하역전발생·생성된 수중 금속 이온들은 콜로이드 주위의 이온군의 일부가 되며, 그것들은 표면에 대한 친화력이 크기 때문에 콜로이드 표면에 흡착되어 표면 전하가 중화된다. 일단 표면 전하가 중화되면 이온 군은 없어지고 정전기 전위가 사라져 자유스러운 접촉이 일어나게 된다.◎ 응집침전의 과정1) 응집제의 수중 첨가2) 수중에서 응집제를 확산시켜 탁질입장하의 접촉을 위한 혼합 교반.3) 입자를 성장시켜 큰 floc로 만들기 위한 완속 교반4) 침전성의 확보◎ 응집제용수처리에 있어서 가장 널리 사용되는 응집제는 황산 알루미늄과 철염이다. 황산 알루미늄은 대개 철염에 비해 가격이 저렴하기 때문에 더 많이 사용된다. 그러나 철염은 보다 넓은 pH범위에서 적용할 수 있기 때문에 황산알루미늄보다 나은 장점을 가지고 있다.
【1】 실험목적(1) 화학적 산소요구량(COD)는 수중에 존재하는 피산화성 물질을 화학적으로 산화하는데 요하는 산소량을 ㎎/ℓ로 표시된다.다시 말해서, 수중의 피산화성물질의 양을 어떤 일정의 산화 조건으로 반응시켜 거기에 요하는 산화제의 양을 측정하여 그 양을 당량 산소량으로 환산하여 표시한 것이다. 수중의 피산화물이 산화되는 속도는 산화제의 종류, 농도, 피산화물의 농도, 반응온도 및 pH 등에 의하여 다르다.(2) 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand) 실험은 가정하수 및 산업폐수의 오염강도를 측정하는 수단으로 널리 쓰이고 있는 시험이다. 이 시험은 탄산가스와 물로 산화되는데 요구되는 산소의 총량에 의해 폐수를 측정하는 것이다. 이것은 약간의 예를 제외하면, 모든 유기화합물이 산성상태에서 강력한 산화제의 작용으로 산화될 수 있다는 사실에 근거하고 있다.(3) COD는 BOD와 마찬가지로 수중의 유기성 오염 표시법이며 유기 오염도의 수적 표시법이다. 유기오염량의 측정이란 점에서 보면 BOD가 공해방지란 입장에서 가장 유리하다. 그런데 COD가 BOD와 함께 잘 쓰이는 하나의 이유는 BOD가 20℃에서 5일간이란 오랜 측정시간을 요하고 BOD 측정설비가 비싸며 그 측정 조작에도 상당한 숙련을 요하는데 비해, COD는 단시간에 측정되고 사용기구류도 저렴하며, 조작법도 익히기 쉽기 때문이다. 이 때문에 때때로 충분한 경험을 통하여 신빙성있는 상관인자를 설정해 둔다면 이 실험결과를 BOD값으로 옮겨 놓을 수가 있다.더우기 COD는 모발, 지류, 셀룰로우스 등의 유기물을 잘 산화시키는 이점이 있다. 또한 수중의 환원성 물질, 유기물로서의 당류나 무기물로서의 금속이온, 아황산이온 등의 영향이 종합적으로 검출되므로 BOD가 나타내는 의미와는 크게 다르다. 따라서 일반적으로 폐수에서는 COD치가 BOD치보다 높게 정량된다.(4) COD 시험에는 시료를 산화시키는 방법에 따라 산성 100℃에서 과망간산칼륨에 의한 산소소비량, 알카리성 100℃에서 과망간산칼륨에 의한 산소소비량, 중크롬산칼륨에 의한 산소소비량 등이 있다.【2】 실험 기구 및 시약(1) 실험기구·메스실린더 ·피펫 ·COD용 Bottle·갈색뷰렛 ·삼각플라스크 ·비이커·안전피펫 ·저울(2) 시약1 염소산칼륨 표준용액(0.25N)12.259g의 {K_2 Cr_2 O_7을 달아 103℃에서 2시간 건조한 후 증류수에 녹여 1,000mL로 한다.2 황산은 분말({Ag_2 SO_4)3 황산시약황산 1kg에 5.5g의 황산은({Ag_2 SO_4)을 넣고 1∼2일간 정치한다.4 진한황산5 Ferroin지시약1.10-phenanthroline monohydrate 1.485g과 695mg의 {FeSO_4 ·7H_2 O를 증류수에 녹여 100㎖로 한다.6 FAS(Ferrous Ammonium Sulfate)적정 표준용액98g의 FAS[{Fe(NH_4 )_2 (SO_4 )_2 ·6H_2 O]를 약간의 증류수에 녹이고 여기에 진한황산 20 ㎖를 넣어 식힌 후 1,000㎖로 한다.【3】 실험방법(1) 시료 50㎖를 500㎖의 플리스크에 취한다.(2) {Ag_2 SO_41g을 넣고 5㎖의 진한황산시약({Ag_2 SO_4를 넣은것)을 천천히 가하며 냉각한다.(3) 0.25N {K_2 Cr_2 O_7용액 25㎖를 가하고 비등석 2∼3개를 넣는다.(4) 냉각기에 결합하여 70㎖의 진한황산시약을 가한다.(5) 이물질의 혼입을 방지하기 위해 냉각기 윗부분을 막는다.(6) COD가열판에서 2시간동안 가열한다.(7) 냉각기의 마개를 열고 증류수로 용액량의 2배가 되도록 희석한다.(8) 실온으로 냉각한 후 Ferroin지시약을 2∼3방울 떨어뜨린다.(9) 0.25N FAS적정용액으로 갈색이 나타날 때까지 적정한다.(10) 따로 증류수 50㎖로 공시험을 한다.(11) COD값은 다음과 같은 식에 의해 구해진다.{{COD(mg/L)" "=" "{(A-B)×0.25×8,000}over{Sample(mL)}A : 공시험에 사용된 FAS (㎖)B : 시료에 사용된 FAS (㎖)【4】 실험결과{시 료시료량(㎖)시료에 사용된 FAS 적정표준용액(㎖)COD(㎎/ℓ)평균 COD(㎎/ℓ)증 류 수3000.63수 도 물0.951.2813.59정 수 기0.25-1.52(NG)다 리 앞2.085.8염색공장2.738.4펌 프 장0.3538.88※ COD 값의 평균을 산출하는 과정에서 정수기에서 사용한 시료는 잘못된 결과로 판 단하고 제외하였다.【5】 결론 및 고찰측정 결과 정수기에서의 COD 값이 상이하게 나왔다. 내가 직접 복도에 있는 정수기에서 채취한 시료인데 조원들 모두 잘 이해를 할 수 없었다. 처음에는 차가운 물을 떠와서 혹시 온도와 관련이 있지 않을까 생각했는데 조교형의 말에 의하면 별상관이 없다고 하셨다. 하지만 이 실험의 주요 요인으로는 산화제의 농도, 산농도, 피산화물질의 농도, 반응시간 등이 중요하다고 생각한다. 이들의 조건을 될 수 있는 한 일정하게 유지하여야 한다. 또 시약을 첨가하면 반응속도가 크게되어 산화율이 크게 되므로 염화물 이온의 방해는 문제가 되지 않는다고 생각한다.염색공장의 COD 값이 가장 크게 나왔다. 단지 눈을 통해서 보거나 냄새 등으로는 오염원의 정도를 판별하기 곤란했는데 실험을 통해서 확연히 구분지을 수 있었다.BOD 실험과 COD 실험을 마치고 난 후에 보고서를 작성하면서 깨닫게 된 사실은 BOD의 값은 생물학적으로 분해되는 유기물질만 측정된 값이므로 대부분의 유기물질이 측정되는 COD의 값과 다르게 나타난다는 것이다. 즉 미생물을 이용하는 BOD측정방법으로는 생물학적으로 분해되는 유기물질만을 측정할 수 있고, 산화제를 이용하는 COD 측정방법으로는 미생물에 의하여 분해가 잘 안 되는 유기물질을 포함한 대부분의 유기성 오염물질을 측정할 수 있다. 따라서 같은 시료의 경우 일반적으로 COD가 BOD보다 높다. 예를 들어 폐수를 처리하게 될 경우 생물학적으로 처리하는 과정에서 생분해가 가능한 오염물질은 대부분 제거되고, 생분해가 되지 않는 오염물질이 남아 있기 때문인 것 같다.뿐만 아니라 축산폐수를 시료로 하여 그 COD를 알아보고 시료의 흡광도를 통해서도 오염정도를 알아 볼수 있다고 한다.【6】 참고사항(1) 장점: 짧은 시간 내에 분석결과를 얻을 수 있는 점이다. BOD측정에는 5일이 소요되는 데 비하여 이 측정은 약 3시간 정도에 마칠 수 있다. 이 때문에 BOD분석측정의 대신으로 이용되고 있다. COD데이터는 충분한 실험을 통하여 믿을만한 상관인자를 구하게 되면 BOD값으로 환산하여 해석할 수도 있다.
'한국의 GIS동향' 요약 보고서GIS는 국토와 관련된 모든 정보를 각종 지도와 함께 전산화하여 국토개발·환경보전 등 각종 정책수립과 행정업무, 시설물관리, 대민 행정서비스 등에 널리 활용할 수 있는 정보처리수단으로서 유용성을 갖는다. 다시 말해 GIS는 도로·철도 등 지상의 각종 시설물을 비롯하여 상하수도·가스 등 지하매설물과 수자원·산림·토양 더 나아가 대기 및 강과 바다의 생태정보를 데이터베이스로 만들어 국토정보인프라 구축을 가능하게 하는 정보처리시스템이기 때문에 국토정보관리분야의 핵심요소로 부상하고 있다. 정부를 이러한 기술발전과 사회변천에 대처하기 위해서 95년 「국가 GIS구축 기본계획」을 수립하여 범 정부차원에서 국가 GIS구축사업을 활발히 추진하고 있다.국가 GIS구축사업의 목표는 국토공간과 관련된 정보를 통합 구축하여, 국가정책 및 행정업무를 쇄신하고 대 국민서비스를 향상시키며, 공간정보 인프라를 확충하고 GIS관련산업을 육성하여 국가발전을 꾀하는 데 있다. 따라서 국가 GIS구축사업은 다른 국가정보화사업과 보조를 맞추어 추진하는 것이 능률적이다. 국가 GIS구축사업은 95년부터 2010년까지 15년간 수행하되 GIS기반조성단계, GIS활용확산단계, GIS정착단계 등 3단계로 나누어 정부주도하에 단계적으로 추진하는 것이 바람직하다.▶ 국가 GIS추진실적과 주요현안국가GIS구축사업은 국가GIS추진위원회 총괄 하에 10대 사업을 중심으로 추진되고 있다. 위원회는 총괄분과, 지리정보분과, 토지정보분과, 표준화분과, 기술개발분과 등 5개 분과를 두고 있다. 10대 사업은 총괄분과에서 국가GIS구축사업을 주관하고, 지리정보분과에서 지형도 전산화사업, 6개 주제도 전산화사업, 지하시설물도 전산화사업을 주관하고 있다. 토지정보분과는 지적도 전산화사업을 주관하며, 표준화분과는 GIS표준을 정립하고, 기술개발분과는 GIS관련 기술개발사업과 GIS전문인력 육성사업을 주관하고 있다. 이러한 국가GIS구축사업에 2000년까지 소요될 비용은 총 4,638억 원으로 추산되는 바, 이는 중앙정부·지방자치단체·투자기관·민간에서 분담하도록 되어 있다.이들을 위한 추진실적과 계획으로는 다음과 같은 것이 있다.→ 지형도 전산화사업 : 이 사업은 GIS구축하는데 있어 가장 밑바탕이 되는 지형도를 여러 가지 응용시스템에서 이용할 수 있도록 전산화하는 사업이다.→ 6개 주제도 전산화사업 : 이 사업은 공공기관 및 민간에서 활용도가 높은 각종 주제도를 전산화함으로써 GIS를 일선 업무에서 쉽게 활용할 수 있도록 기반을 마련하는 사업이다. 수많은 주제도 중 수요조사 결과에 따라 지형지번도, 행정구역도, 토지이용현황도, 도로망도, 도시계획도, 국토이용계획도 등 6개 주제도에 대해 우선적으로 전산화를 추진할 계획이다.→ 지하시설물도 전산화사업 : 이 사업은 지하에 매설된 상수도·하수도·전력·가스·통신·송유관·난방열관 등 7개 시설물에 대한 매설현황과 속성정보를 전산화하여 통합관리할 수 있는 시스템을 구축하는 사업이다. 이 사업에 대해서도 98년도 정보화 근로사업비에 국고 200억 원이 책정되어 지방비 200억 원을 합쳐 총 400억 원 규모의 지하시설물도 전산화사업이 10월 중순부터 12개시에서 실시될 예정이다.→ 지적도 전산화사업 : 이 사업은 토지관련 정책 및 민원서비스 제공에 가장 기초가 되는 지적도면을 전산화하는 사업이다. 지적도전산화 시범사업 결과에 따라 앞으로 도시, 농촌, 산간지역으로 나누어 총 72만 매에 이르는 기존 지적도의 전산화사업을 수행할 예정이다.→ GIS 표준화사업 : 이 사업은 여러 기관에서 생산되는 각종 GIS자료를 공동으로 활용하기 위한 표준을 제정하는 사업이다. 지형도·지적도·해도·군사지도 등의 지형지물과 속성의 분류방법 및 부호체계를 정의한『국가 지리정보체계의 국가기본도 표준』과 서로 다른 GIS간 정보교환을 위한 데이터포맷을 규정한『국가지리정보체계의 공통데이터 교환포맷표준』을 확정시하였다. 앞으로도 다른 사업들의 결과를 바탕으로 각종 표준화작업을 계속해서 추진하면서, 이미 고시된 표준에 대해서도 보완작업을 계속할 예정이다.→ GIS관련 기술개발 : 이 사업은 GIS구축에 필요한 소프트웨어를 국내기술로 개발함으로써 외국기술에의 의존도를 낮추고 향후 세계시장 진출의 기반을 마련하는 사업이다. GIS관련 기술개발사업은 관·산·학·연 공동으로 추진되고 있는데, 현재까지 각종 소프트웨어에 대한 시스템 분석 및 설계를 실시하였고 99년까지 GIS구축을 지원할 수 있는 응용소프트웨어 개발을 완료할 예정이다.▶ 국가 GIS 발전전략☞ 공간·시간·인간의 결합체를 지향하는 GISGIS의 첫 글자인 geographic은 가이아(Gaia)에서 파생한 「geo」와 그린다는 뜻인 「graph」의 합성어이다. 가이아는 원래 그리이스 신화에서 만물의 어머니인 대지의 여신이다. 지리학은 대지인 가이아의 표면을 탐사하여 산, 물, 바다의 위치를 가늠하는 학문이다. 지리학을 근간으로 하는 GIS는 이와 같이 처음부터 땅이라는 공간요소를 바탕으로 탄생하였다. 한편 시스템인 공간요소, 시간요소, 인간요소의 결합체라 정의할 수 있다. 하나의 시스템인 GIS도 마찬가지이다. GIS가 기술측면에서나 데이터베이스 관리측면에서 공간, 시간 그리고 인간의 3요소 결합체로 발전할 대 비로소 GIS는 공간정보 관리·분석의 기능뿐만 아니라 GIS기능의 결정체라 할 수 있는 의사결정 지원시스템으로서의 역할을 완벽하게 수행할 것이다. 그러나 현재 활용도는 데이터베이스와 시스템구조는 기술적 한계로 인하여 대부분 시간요소와 인간요소를 배제한 채 주로 공간위주의 자료를 관리하고 분석처리 하는 정도에 그치고 있다. 그렇지만 앞으로 GIS기술은 공간·시간·인간의 3요소 결합체로 발전해 나갈 것임에 틀림없다.☞ 단기적으로 해결해야 할 과제정부는 국가GIS구축사업을 추진한지 3년이 지났다. 현 시점에서 사업을 종합적으로 평가해 볼 때, 당초의 계획대로 순조로이 진행되는 사업이 있는가 하면, 일부 사업은 예산미확보, 기술력 부족, 부처간의 협조미흡 등의 원인으로 당차 목표에 미치지 못하는 경우도 있다. 앞에서 제시한 2010년까지의 국가 GIS 구축목표를 단계별로 달성해 나가기 위해서는 현 시점에서 단기적으로 해결해야 할 과제와 중장기적 안목에서 전략적으로 차근차근히 접근해야 할 과제가 있다.☞ 국가 GIS발전을 위한 중장기 전략→ 「시공인 통합정보인프라」를 구축하여 창조적 지식국가 건설 지원 : GIS기술의 발전동향을 전망해 볼 때 우리 나라의 향후 공간정보인프로 구축사업은 마땅히 「시공인 통합정보인프라」의 구축을 향해 나아가야 한다. 그러기 위해서는 현재의 국가「시공인 통합정보인프라」공간정보 생산축사업에 대한 방식과 체제에 대한 일대 발상의 전환이 있어야 한다.→ 「1가구 1GIS」를 보급하여 GIS활용의 보편화 실현 : 수년 내에 「1가구 1PC」가 달성될 전망이다. 이와 때를 같이 하여 GIS기술 개발에 박차를 가하고 아울러 차세대에 대한 교육을 강화해 나간다면, 「1가구 1PC」달성이후 늦어도 5년 이내에 「1가구 1GIS」를 보급할 수 있을 것으로 전망된다. 그렇게 되면 GIS활용의 보편화를 보다 앞당겨 이룰 수 있을 것이다.→ 초등교과과정에 GIS를 포함시켜 GIS의 생활화 유도 : 현재 우리 나라는 GIS전담교육기관과 대학 그리고 일부 민간업체에서 GIS교육을 실시하고 있다. 그러나 다수의 전문인력을 꾸준히 안정적으로 확보하기 위해서는 보다 근원적이고 미래지향적인 GIS교육 프로그램의 개발이 필요하다. 즉 장기적으로 중·고등학교는 물론 초등학교의 교과과정에 GIS교육을 포함시켜 GIS에 대한 국민적 이해의 폭을 넓혀 GIS의 저변을 확대해 나가는 방안을 강구해야 한다.