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2005년05월29일 15번

[수질오염개론]
현재의 BOD가 1㎎/L 이고 유량이 100,000m3/day인 하천 주변에 양돈단지를 조성하고자 한다. 하천의 환경기준이 BOD 5㎎/L이하인 하천에서 환경기준치 이하로 유지시키기 위한 최대사육돼지의 마리수는? (단, 돼지 사육으로 인한 하천의 유량증가는 무시하고 돼지 1마리당 BOD배출량은 0.2㎏/day로 본다.)

  • ① 1,000마리
  • ② 1,500마리
  • ③ 2,000마리
  • ④ 2,500마리
(정답률: 알수없음)

문제 해설

하천의 BOD 기준치는 5㎎/L 이하이므로, 양돈단지에서 배출되는 BOD 양이 하천의 BOD 기준치를 초과하지 않도록 해야 한다.

하루에 배출되는 BOD 양은 돼지 1마리당 0.2㎏/day 이므로, 양돈단지에서 배출되는 BOD 양은 다음과 같다.

BOD 양 = 돼지 마리수 x 0.2㎏/day

하천의 유량은 100,000m3/day 이므로, 하루에 하천을 흐르는 물이 양돈단지를 지나가는 시간은 다음과 같다.

하루에 지나가는 물의 부피 = 하천의 유량 = 100,000m3/day
지나가는 물의 속도 = 유량 / Querschnittsfläche = 100,000m3/day / (1m x 1m) = 100,000m/day
양돈단지를 지나가는 물의 부피 = 지나가는 물의 속도 x 양돈단지를 지나가는 시간 = 100,000m/day x 1day = 100,000m3

따라서, 하루에 양돈단지에서 배출되는 BOD 양이 하천을 지나가는 물의 부피에 미치는 영향은 다음과 같다.

BOD 농도 = BOD 양 / 지나가는 물의 부피 = (돼지 마리수 x 0.2㎏/day) / 100,000m3 = (돼지 마리수 x 0.2㎏/day) / 100,000,000L

하천의 BOD 기준치는 5㎎/L 이하이므로, 양돈단지에서 배출되는 BOD 농도는 다음과 같아야 한다.

BOD 농도 = BOD 양 / 지나가는 물의 부피 ≤ 5㎎/L

따라서, 돼지 마리수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

돼지 마리수 ≤ (지나가는 물의 부피 x 하천의 BOD 기준치) / (0.2㎏/day)
돼지 마리수 ≤ (100,000m3 x 5㎎/L) / (0.2㎏/day) = 2,500마리

하지만, 이 계산 결과는 하천의 유량증가를 고려하지 않은 것이므로, 실제 돼지 마리수는 이보다 적어야 한다. 따라서, 정답은 "2,000마리"이다.
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