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환경시스템 -ch1

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환경시스템 -ch1. 환경공학과 20071490 이진영. 환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라. 환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라. 환경모델링의 범위는 각각의 독특한 특징 및 구조를 가지고 지난 수년 간에 걸쳐 개발되고 재개발되어 왔다 . 그러나 대부분은 객체 (object) 로서 작용하는 각각의 성분을 가지는 기본적인 객체 개념화를 이용한다 . - PowerPoint PPT Presentation

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환경시스템 -ch1

환경공학과20071490 이진영

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1) 환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라 .

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환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라 .

환경모델링의 범위는 각각의 독특한 특징 및 구조를 가지고 지난 수년 간에 걸쳐 개발되고 재개발되어 왔다 . 그러나 대부분은 객체 (object) 로서 작용하는 각각의 성분을 가지는 기본적인 객체 개념화를 이용한다 .

1) 화합물의 반응과 분리 , 그리고 이동을 정량화함으로써 그 물질의 운명 (fate) 과 수송 등을 좀 더 쉽게 이해하기 위하여 모든 화학물질은 어디로 가는가를 알고자 한다 . 그것들은 영원히 존재하는지 얼마나 발리 감소하는지 등의 문제들이 환경에 존재하는 화학물질의 운명 , 수송 , 지속성과 관계됨 .

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환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라 .

- 고전적 모델 : 표층수와 지하수에 존재하는 일반적 오염물 , 부영양화 , 독성 유기물질 , 금속 등

- 최근 화학적 분화모델 : 화학점 관점에서 더욱 복잡해 져서 물질의 운명과 화학적 분화를 결정하기 위해 동적 전달모델과 짝을 이룸 .

2) 과거 , 현재 , 미래에서 수중 유기물과 인간에게 미치는 화학적 노출농도를 결정하기 위하여 화학적 노출농도를 결정하기 위해 . 화학 오염물질의 영향을 분석 또는 평가하는 것과 관계 있음 .

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환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라 .

수질기준 - 노출빈도와 시간을 이용하여 급성과 만성영향 단계를

설명 . - 법적 제재에 의한 수질기준을 제시 , 폐기물 부하량 ,

위험평가 , 환경영향평가를 위한 수학적 모델의 응용을 필요로 함 .

- 영향을 미치지 않는 기간과 빈도뿐만 아니라 각 독성물질에 대한 역치 농도와 만성무해농도 등을 규정 .

3) 선택 가능한 다양한 부하조건과 관리활동 하에서 미래의 상황을 예견하기 위하여

다양한 부하 시나리오와 선택적인 관리 후에 발생될 미래의 화학적 농도를 예측하기 위해 . ( 폐기물 부하 할당과 위험분석에 대한 노출모델이 이 범주에 속함 )

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환경 모형 및 모델링이 필요한 이유를 설명하라 .

- 많은 모니터링된 데이터의 양 보다는 미래의 폐기물 부하 시나리오 , 재조전된 과정이나 위치에 관한 데이터가 존재하지 않는 상태에서 위치 선정들을 도출하기 위헤 다른 조선에서 화학적 농도를 예측하는 것이 항상 필요 .

결론 이러한 모든 이유들 때문에 화학물질의 운명과

전달모델이 필요 . 특정위치의 수질기분과 생태학적 독성학에 대한

화학적 종 분화를 고려할 때 화학물질에 대해 크게 심화된 모델이 필요 .

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2) 호수의 물 수지 분석을 수행하라 .

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2) 호수의 물 수지 분석을 수행하라 .

수질은 물에 대한 본질이나 특별한 어떤 것으로 정의 할 수 있을 것이다 . 이러한 특성들은 화학적 , 물리학적 , 생물학적 인자 ( 파라미터 ) 일 수 있다 . 대부분의 수질 인자들은 질량 , 혹은 단위 농도 (mg, mg L-1, moles liter-l) 로 측정된다 . 따라서 우리는 다양한 조건하에서 자연수치에서의 이러한 파라미터의 변환을 결정하고 오염 정도를 평가하기 위하여 물질평형을 사용한다 .

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2) 호수의 물 수지 분석을 수행하라 .

그림 . 물 수지 계산을 위한 유입과 유출이 있는 호수의 구조도

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2) 호수의 물 수지 분석을 수행하라 .

포괄적인 물 수지는 다음과 같은 대수차분방정식에 의해서 표현될 수 있다 :

여기서 ,

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2) 호수의 물 수지 분석을 수행하라 .

이 방정식은 시간이 로 제한되어 있을 경우에 시간의 변화량 ( ) 으로 양변을 똑같이 나누어주면 미분방정식을 유도할 수 있다 .

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3) 모형에 관련된 용어를 설명하라 .

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3) 모형에 관련된 용어를 설명하라 .

수학 모형 - 시스템을 모사하기 위한 물리 , 화학 , 생물학적인 양적 공식화 .

상태 변수 - 모형내의 종속 변수 ( 통상 화학물질의 농도임 ). 또는 상태량을 나타내는 변수 . 온도 · 압력 ·전기장의 세기 등과 같이 그 값이 계 ( 系 ) 전체와 관계없는 시강변수 ( 示强變數 ) 와 계의 질량 , 내부에너지 , 엔트로피 , 전자기모멘트 등처럼 계 전체의 분량에 비례하는 시량변수 ( 示量變數 ) 로 분류된다 .

매개 변수 - 물질수지식을 구성하기 위한 모형내의 계수 ( 반응속도상수 , 평형상수 , 양론비등 ).

입력자료 - 모형을 운영하기 위한 강제 함수나 상수 (유량 , 입력 화학물질의 농도 , 온도 , 햇빛 등 ).

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3) 모형에 관련된 용어를 설명하라 .

보정 - 모사결과와 현장측정치와의 통계학적 수용여부 비교 모형 매개변수의 조정은 문헌에서 보고된 실험치의 범위 내에서 가능함 .

검증 - 서로 다른 시각이나 지점에 대한 모형의 결과와 2 차 현장 자료에 대한 통계적 수용 여부 비교 보정단계 이후에는 모형의 계수는 고정되고 더 이상의 조정은 허용안됨

모사 - 입력 자료를 사용한 모형의 운영 . 검증 - 다음에 대한 과학적 수용 여부 (1) 모형이 모든 주요하고 독특한 과정을 포함할 것 (2) 공정은 정확하게 수식화될 것 , (3) 모형이 원래 사용 목적에 맞게 관측된 현상을

적절하게 서술할 것 .

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3) 모형에 관련된 용어를 설명하라 .

다양성 - 여러 다른 상황 및 지역에서의 반복 적용후 정립된 모형의 활용도 .

사후 심사 - 모형의 예측치와 장래의 현장계측치와의 비교 .

예민도 분석 - 수치적 모사나 수학적 기술을 이용한 모형 변수의 적은 변화가 모형결과 (상태변수 ) 에 미치는 영향 분석 .

불확실성 분석 - 확률적 모사 기술을 이용한 모형매개변수 , 입력자료 , 초기조건 등의 불확실성으로 인한 상태변수의 불확실도 분석 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

수화학 물질에 대한 수학적 모형을 수행하기 위해서는 , 4가지의 구성요소가 필요하다 : (1) 화학물질의 농도와 배출되어 유입되는 물질등의 현장 자료 , (2) 수학적 모형의 공식 , (3) 수학적 모형에서의 속도 상수와 평형계수 , 그리고 (4) 모형을 판단하기 위한 몇가지의 실행 표준 .

현장 자료가 없이 모형을 결정하고 검증하는 것은 불가능하다 . 결국 모형의 사용을 신뢰하기 위해서는 많은 양의 현장 예비조사가 수행되어야 한다 . 만약 모형이 조절하기 위한 목적으로 사용된다면 , 모형 결과의 신뢰성을 위해서는 충분한 현장 자료가 있어야 한다 . 일반적으로 현장측정에는 2 가지의 조건이 요구된다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

하나는 모형보정이며 다른 하나는 다른 환경 ( 서로 다른 연도에 대한 현장측정이나 상이한 지형에 대한 측정 ) 에 대한 검증이다 .

모형 보정 : 시뮬레이션 결과와 현장측정사이의 비교를 필요로 한다 . 모형 계수와 속도 상수는 저술이나 실험실 연구로부터 초기에 선택되어진다 . 유량 배출율은 모형을 작동시키기 위해 입력이 필요하다 . 또한 차후에 모형을 실행시킬 경우 의 통계학적인 비교는 모형의 상태 변수 ( 화학 물질의 농도 ) 결과와 현장측정사이에서 산출된다 . 만약 오차가 허용할 수 있는 한계오차 범위에 포함된다면 , 모형의 계산은 신뢰받을 수가 있다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

그러나 만약 오차가 수용할 수 없을 정도로 크다면 , 속도 상수나 계수 값들을 신뢰성 있는 모형화를 수행하기 위해서 계획성 있게 다양하게 변화시켜야만 한다 ( 모형의 조율 ). 관련 자료들은 문헌 등 에서 표명된 실험적으로 결정된 값들의 범위를 벗어나서는 안된다 .

몇 가지의 정의들은 모형의 계산과 검증에 관계되어 도움이 될 수 있을 것이다 .

수학적 모형 - 화학적 , 물리적 , 생물학적 과정의 양에 관한 공식은 계를 모형화 한다 .

상태 변수 - 종속 변수는 모형화 되어질 것이다 ( 전후 관계상 , 보통 화학 물질의 농도 ).

모형 매개변수 - 모형의 계수는 물질평형식 ( 예 : 속도상수 , 평형상수 , 화학양론적 비율 ) 공식화 하기 위해서 사용된다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

모형 입력 - 모형을 실행하기 위해서 요구되는 촉진 기능이나 상수 ( 예 : 유량 , 유입되는 화학물질의 농도 , 온도 , 일광 ).

보정 - 모형의 결과와 현장 측정사이의 비교를 통해 통계적으로 수용가능성 평가 ; 모형의 자료를 수정이나 조정하여 문헌상에서 발표된 실험 결정값들 범위안에 들도록 하여야 한다 .

검증 - 모형의 결과와 서로다른 연도에 대한 현장측정이나 서로다른 지형에 대한 측정사이의 비교를 통해 통계적으로 수용가능성 평가 ; 모형 매개변수는 고정되어 있으면 수정할 수가 없다 다면 보정 과정이 끝난 후에는 가능하다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

시뮬레이션 - 어떠한 입력자료 ( 비록 가상의 입력이라 할지라도 ) 의 구성으로도 모형사용이 가능하며 현장자료에 대한 보정이나 검증 필요하지 않다 .

확인 (Validation) - 정확한 수용    (1) 모형은 모든 중요하고 특징적인 과정을 포함해야 한다 .    (2) 과정들이 정확하게 공식화되어야 한다 .    (3) 모형은 사용자가 의도한 목적에 맞도록 적당하게

관찰된 현상들을 설명해야 한다 . Robustness - 또 다른 환경이나 또 다른 지역에 대해서

다시 재적용 하였을 경우 모형이 재현될 수 있는가에 대한 용이성 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

Post 심사 - 시간에 따른 현장측정과 미래의 모형예측에 대한 비교 .

감도 분석 - 수적이 시뮬레이션이나 수학적인 기술을 통해서 결과상의 모형 매개변수들에 있어서 잔돈의 효과를 판단 .

불안정성 분석 - 모형의 매개변수 , 입력자료 , 혹은 확률론적인 기술을 통한 초기상태등의 불확실성( 표준편차 ) 때문에 예상되어지는 값 ( 평균 ) 들의 불안정성에 대한 판단 .

모형의 보정과 검증을 수용하기 위한 통계학적인 기준은 시뮬레이션을 수행하기 전에 우선적으로 구축되어야 한다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

. 모형의 결과가 얼마나 신뢰할 만한가는 모형이나 예측의 올바른 사용에 의존한다 . 또한 모형의 보정과 검증의 수용기준은 모형을 사용한 목적에 의존하기도 한다 모형의 보정과 검증의 수용은 모형 자체가 법적으로 확인이 된 상태라면 반드시 수행하여할 필요는 없다 . 모형이 하나의 설정된 환경에서 잘 실행되는 것은 가능하지만 또 다른 환경에서는 미약한 부분이 있을 수 있다 . 모형은 다양한 지역에 대해서 다른 상태로 적용된다 . 따라서 모형의 확고함과 모형의 신뢰성을 갖추어야 한다 . 정확하게 모형의 심도 있는 확인이 이루어 진 경우와 불안정한 상태가 안정화되었을 경우는 비슷한 문제이다 .

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4) 모형의 보정 및 검증에 대해서 설명하라 .

모형을 검증하기 위해서는 시뮬레이션 결과와 구성된 현장 자료와의 통계적인 비교가 요구된다 . 계수와 속도 상수는 모형의 보정을 통해서 변화될 수가 없다 . 이 과정은 모형이 적절하게 수용할 수 있는 신뢰성을 제공한다 . 실행 기준은 모형의 결과는 모든 시간에 대한 현장에서의 농도의 값들을 하나로 보여줄 만큼 간단하기도 하지만 오차를 제곱하여 평균화한 값을 최소화하도록 규정하거나 최적의 값을 얻어야 하는 만큼 까다롭기도 하다 .

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5) 모형의 결과를 통계적으로 검증하는 방법을 설명하라 .

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5) 모형의 결과를 통계적으로 검증하는 방법을 설명하라▶접합성 정도에 대한 통계적 기준으로는 Chi-squa

re 나 Kolmogorov-Smirnov test 이용 할 수 있다 .( 자료의 분포도에 대한 검사 ).

Chi-square(카이스 퀘어 테스트 ) 영가설을 기초로 기대빈도를 계산하여 두개

이상의 데이타 세트의 관찰빈도가 통계적으로 유의미하게 나오는지를 측정하는 통계학적 기법 .

Kolmogorov-Smirnov test(콜모고로프 -스미르노프검정 )

두 모집단이 서로 동일한 분포를 가지는 지를 알아보기 위한 검정이다

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5) 모형의 결과를 통계적으로 검증하는 방법을 설명하라▶같은 시각 모형 결과와 현장 관측치에 대한 Paired t-

tests ( 평균 검사 ) 와 선형회귀분석 . 현장 관측값과 모형 결과값 들의 비교와 표준편차를

구함 . 선형 회귀분석 둘 또는 그 이상의 변수 사이의 관계 특히 변수

사이의 인과관계를 분 석하는 추측통계의 한 분야이다 . 회귀분석은 특정 변수 값의 변화와 다른 변수 값의 변화가 가지는 수학적 선형의 함수식을 파악함으로써 상호관계를 추론하게 되는데 추정된 함수식을 회귀식이라고 한다 .

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5) 모형의 결과를 통계적으로 검증하는 방법을 설명하라

이러한 회귀식 을 통하여 특정변수 ( 독립변수 또는 설명변수라고 함 ) 의 변화가 다른 변 수( 종속변수라고 함 ) 의 변화와 어떤 관련성이 있는지 관련이 있다면 어 느 변수의 변화가 원인이 되고 어느 변수의 변화가 결과적인 현상인지 등에 관한 사항을 분석할 수 있다 . 이러한 회귀분석은 인과관계가 아닌 단순한 변수 사이의 관계의 밀접도만을 조사하는 상관분석과 차이가 있다

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5) 모형의 결과를 통계적으로 검증하는 방법을 설명하라▶최적의 방법 (잔차의 곱의 합의 최소치 ) 으로 모형

매개 변수를 결정하기 위한 가중이나 비선형적인 가중치나 비가중치와 같은 매개 변수의 평가기술과 회귀분석이나 Kalman 필터는 최적의 방법으로 모형의 매개변수를 결정하기 위해서 여과 과정 거침 .

Kalman 필터 최적의 방법 (잔차의 곱의 합의 최소치 ) 으로 모형

매개변수를 결정하기 위한 매개수 예측 기술칼만이 발명한 칼만필터는 최소자승법을 사용해서

실시간으로 잡음 운동방정식 가진 시간에 따른 방향을 추적하는 효율적인 재귀 계산법이다 . 칼만 필터는 하나의 시스템이 시간에 따른 변화를 적절하게 예측할 수 있도록 잡음으로부터 신호를 찾아내기 위해 사용한다 .

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* 독성학적 기준을 설정함에 있어서 주의하여야 할 점을 설명하라 .

독성학이란 독물의 기원과 물리적 · 화학적 성질 또는 독물의 검

출 , 독물로 인한 중독의 진단 , 치료 및 예방 따위를 주로 연구하는 학문 .

세계적으로 유해물질에 대해서는 대기환경기준보다는 배출 허용기준을 설정함으로써 오염을 관리하는 추세이다 . 그러나 이들 배출 허용 기준은 배출원별 농동규제의 형태로 이루어지기 때문에 매체별 지역별 오염물질 배출총량을 감안한 통합 환경관리관점에서 기준의 배출허용 기준에 대한 재검토가 필요하다고 할 수 있다 .

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대상지역에서 독성학적 또는 환경 독성학적인 한계수치를 초과하거나 초과 가능성이 있을 경우에 관한 노출 경로를 복합적으로 고려하여 오염토양의 정화 필요성을 판단한다 .

새로운 기준은 이러한 상황을 고려하여 개발되고 있다 . 기준을 초과하는 지역에 한하여 토양 보호법에 의거 토양정화프로그램에 포함 시킬 수 있다 . 오염상태가 이보다 미약하지만 실제적인 노출이 최대로 견딜 수 있는 위해성 수준을 초과하는 경우에는 예외로 하고 있다 . 또 독성학적 기준을 설정함에 있어서 환경오염으로 인한 피해와 오염물질농도와의 상관관계를 알아야 한다 .

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인간이나 동식물 피해 또는 물질적인 피해에 대해 어떠한 피해대상이 얼마만큼 노출되었을 때 어떤 피해가 생기는가에 대한 과학적인 근거자료가 필요하다 .

이러한 준거치 로부터 건강상의 피해나 재산상의 피해가 없이 쾌적한 환경을 유지하며 살 수 있는 오염농도 수준을 환경 목표치로 정해야 한다 .

이러한 환경 목표치를 달성하기 위해 달성 가능한 수준을 환경기준으로 정하며 여기에 대상항목 . 측정방법에 대한 기준도 함께 마련되어야 할 것 이다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

DDT DDT는 1874 년에 처음으로 합성되었고 , 제 2 차

세계대전 중에 발진티푸스를 전염시키는 이와 말라리아 모기를 구제하기 위한 살충제로 다량 사용되었다 . 1945 년부터는 농업용 살충제로 사용하기 시작하면서 대량으로 생산되기 시작했고 , 더 강력한 유기염소계 농약인 BHC, Endrin, Aldrin, 마라티온 (malathion) 등이 합성되기 전까지 엄청난 양의 DDT가 식량 증산을 위한 농업용 살충제로 토양에 뿌려 졌다 .

DDT는 독성 물질로 중독시 중추신경계에 영향을 미치며 떨림 , 눈의 경련 , 성격 변화 , 기억력 상실 등의 증세를 나타내며 . 최근에는 환경 호르몬 즉 , 내분비 교란물질로 분류되고 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

DDT는 방향족 탄화수소에 염소가 치환된 형태의 대표적인 유기염소화합물이다 .

DDT는 생분해가 아주 어렵기 때문에 이미 사용을 금지한지 20 년 정도의 시간이 흘렀지만 동물체 조직 내에서 계속해서 체내에 축적된다 .

토양에 뿌려진 DDT는 식물에 흡수되어 먹이사슬을 따라 동물로 이동되고 또 작은 동물을 먹이로 하는 포유류 동물로 이동하여 체내 지방질에 축적된다 .

동물이 사망하면 결굴 DDT는 다시 토양으로 배출되어 식물의 뿌리로 재차 흡수되면서 DDT가 완전히 분해되기 전까지는 먹이사슬에 따라 순환을 반복한다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

인간은 먹이사슬의 가장 상위에 위치하고 있기 때문에 토양에 살포된 DDT 는 결국 인체에 축적될 수밖에 없으며 , 실제 1960 년대 말에는 몇몇 국가에서 산모의 모유 중 DDT 농도를 측정한 결과 130ppb 정도까지 농도가 증가했었고 , 최근의 조사 결과는 알 수 없지만 몇 년 전까지도 인체의 지방질에는 4ppm 에 가까운 농도로 DDT 가 검출되었었다 . 이러한 DDT의 생산 및 사용은 그 위해성이 알려지면서 1972 년에 미국을 선두로 대부분의 나라에서 금지되었으며 , 우리나라에서는 1979 년부터 DDT, BHC 의 제조 및 사용을 금지시켰다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

PCB PCB는 화학적 , 생물학적 안정도가 아주 높고 열에 강한 특성 때문에 전기 및 절연체로 다량 사용되고 있고 그 외에도 유기용매나 플라스틱에 혼합이 잘 되기 때문에 가소제 , 제지용 탈 잉크제 , 플라스틱과 페인트의 첨가제 , 전선 피복 등으로 사용되고 있다 . 또 PVC등과 같이 염소를 포함하고 있는 플라스틱을 소각시키는 과정에서도 PCB가 생성된다 . 이러한 PCB는 1929년부터 1977년 사이에 세계적으로 약 100만톤 정도가 생산되었고 현재 대부분의 국가에서 생산은 중단한 상태이나 아직도 많은 양이 사용 중에 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

PCB 역시 다른 유기염소화합물과 마찬가지로 친 지질성이기 때문에 체내로 흡수되면 지방에 축적되어 체외로 배출이 어렵고 체내에서 농축된다 . PCB의 독성은 종류에 따라 차이가 있지만 피부에 발진을 일으키고 , 수족 마비 , 피부 착색 , 무력감 , 두통 , 관절염 등을 유발하는 것으로 조사되어 있다 . 또 쥐를 대상으로 실시한 실험에서는 발암성이 있는 것으로 나타났으며 . 근래에는 내분비 교란 물질로 분류되고 있다 . 더욱이 PCB가 고온 (300∼600℃) 에서 분해되면 더 위해성이 큰 다이옥신으로 전환될 수 있다 . 절연체로 사용된 PCB의 경우 일부는 이러한 다이옥신으로 전환되며 , 소각로에서 PCB를 포함하고 있는 제품을 소각시킬 때에도 분해 과정에서 다이옥신으로 전환될 수 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

우리나라에서는 PCB 를 특정 수질 유해물질로 정하여 공장폐수의 배출허용기준을 0.003ppm으로 정하고 있고 , 하천 , 호수 , 바다에서도 검출되어서는 안 되는 물질로 규정하고 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

다이옥신 (dioxin) 환경오염에서 다이옥신이라 함은 폴리염화디벤조다이옥신 (polychlorinated dibenzo-

dioxin, PCDD) 과 폴리염화디벤조퓨란 (polychlorinated dibenzofuran, PCDF) 을 총칭하

는 용어로 이들 두 물질의 이성질체는 각각 75개와 135개로 총 210개의 이성질체가 존재한다 . 이중 가장 독성이 큰 물질은 TCDD(2,3,7,8-tetrachlo-rodibenzo-p-dioxin) 로 1970년대 월남전에서 다량으로 사용된 제초제인 고엽제 (Agent Orange)에 소량으로 함유되어 있다 . 다이옥신은 쓰레기 소각시 소각 과정에서 많이 발생되고 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

특히 PVC가 폴리비닐니덴 등 염소를 많이 포함한 플라스틱을 소각시킬 때 발생되고 있으며 , 최근 다이옥신의 위해성이 잘 알려지면서 배출을 최소화시킬 수 있는 소각로시스템 개발에 많은 노력을 기울이고 있다 . 소각로에서 다이옥신 생성은 소각로의 불꽃 내부에서 보다 소각로 연소후 집진설비로 이동하는 중간단계에서 비산재를 촉매로 300∼600。 c 온도에서 주로 생성되고 있다 . 따라서 소각 조건을 잘 조절하면 다이옥신의 생성을 크게 감소시킬 수 잇다 . 따라서 소각 조건을 잘 조절하면 다이옥신의 생성을 크게 감소시킬 수 있다 . 다이옥신은 체내로 흡수되면 세포내 단백질과 강하게 결합하여 핵에 침투한 후 DNA 구조를 변화시켜 각종 피해를 유발한다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

다이옥신의 독성은 기형 유전성 , 발암 유전성 , 생식 및 면역기능 저하 , 피부 강해 , 피부발진 , 식욕 감퇴와 체중 감소 등의 위해성을 나타낸다 . 특히 최근에는 면역성 감소 , 생식 기능 저하 등을 유발하는 내분비 교란물질로 분류되고 더욱 철저한 관리가 요구되고 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

염화페놀 (chlorophenol) 염화페놀은 페놀의 페닐기에 염소가 결합된 형태로

염소의 치환위치에 따라 총 19개의 이성질체가 존재한다 . 염화페놀은 19세기에 처음으로 합성되어 공업적으로 사용되기 시작했으며 , 방부제나 제초제 원료로 사용되어 왔다 . 이들 중 가장 많이 사용되고 있는 것은 2,4- 이염화페놀 , 2,4,5-삼염화페놀 , 오염화페놀 (PCP) 이다 . 2,4-이염화페놀은 제초제의 원료로 사용되고 있고 , 2,4,5-삼염화페놀과 오염화페놀은 주로 방부제 제조시 전구 물질로 이용되고 있다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

염화페놀 생산량의 절반 이상이 오염화페놀이고 , 오염화페놀은 주로 목재용 방부제나 여러 종류의 살충제 제조용 농약 재료로 쓰이고 있다 . 특히 2,4,5-삼염화페놀은 합성 과정에서 부산물로 생성되는 유독성 다이옥신인 TCDD를 불순물로 포함하고 있으며 , 오염화페놀 역시 불순물로 다이옥신의 한 종류인 OCDD(octachlorodi-benzo-p-dioxin) 을 불순물로 포함한다 . 염화페놀은 물에 잘 녹기 때문에 수질오염을 유발할 수 있다 . 페놀은 약산성의 물질이지만 염소가 많이 치환될수록 산도가 증가하며 사염화페놀과 오염화페놀은 아주 쉽게 수소이온을 해리하여 물에 녹는다 .

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6) 자연수체에서의 주요 유기 독성물질 및 그와 관련된 반응을 설명하라 .

이처럼 물에 대한 용해성이 크기 때문에 체내에 흡수시 비교적 빨리 체외로 배출되고 , 대부분의 다른 유기염소화합물들이 장기적으로 축적 및 농축 효과를 나타내는데 비해 염화페놀은 급성 독성을 나타낸다 . 쥐를 대상으로 실시한 실험에서 오염화페놀은 LD50이 약 150mg/kg 의 독성을 보였고 , 30mg/kg/day로 오염화페놀을 투여한 결과 암컷쥐에서 출산 능력이 크게 저하되는 것을 확인할 수 있었다 .

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7) 다매체 ( 대기 , 물 , 토양 ) 에서의 오염물의 이동 및 변환과정을 설명하라 .

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7) 다매체 ( 대기 , 물 , 토양 ) 에서의 오염물의 이동 및 변환과정을 설명하라 .

환경에서 오염물의 분포는 종의 속성에 의존한다 . 친유성 물질은 유기체와 먹이사슬에 축적됨 . 생물학적 분해와 화학 또는 광화학적 분해는 체류시간과 체류농도를 감소시킨다 .

수생태 독성학의 시각적 개요를 제공한다 . 오염원으로부터 수생태계로의 방류되는

오염물의 잠재 생태학적 효과에 이르기까지의 다양한 단계를 보여준다 . 어떤 지점에서든 , 물의 상태는 물리적 , 화학적 그리고 생물학적 계수의 상호작용으로 설명된다 .

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7) 다매체 ( 대기 , 물 , 토양 ) 에서의 오염물의 이동 및 변환과정을 설명하라 .

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7) 다매체 ( 대기 , 물 , 토양 ) 에서의 오염물의 이동 및 변환과정을 설명하라 .

오염물질의 생태적 피해는 유기체 또는 유기체 군집의 상호작용에 의존한다 ( 그림 1.8). 이러한 상호작용의 강도는 고려중인 물질의 고유구조와 활동에 의존하지만 , 온도 , 난류와 다른 물질의 존재여부 역시 중요하다 .

자연계에서 화학물질의 상호작용을 이해하는 것은 환경의 구조적 복잡성을 인식함에 달려있다 . 이것은 특유의 성분 ( 화학종 ) 을 선별적으로 예측하는 능력과 정확하고 민감하게 측정하고 환경질 모형으로 그것들의 수명을 예측하는 능력을 필요로 한다 .

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감사합니다 .