1)
(사진 1) (사진 2) (사진 3)
사진 1 : 물(정수기, 화장실 세면대, 이공대 연못) + MnCl2(40%) 2ml +Alkali-Azide Sat sol 2ml
사진 2 : 물(정수기, 화장실 세면대, 이공대 연못) + MnCl2(40%) 2ml +Alkali-Azide Sat sol 2ml 15~20분 후 (침전물)
사진 3 : 침전물에 HCl(20%)첨가하여 침전물을 녹인 것
(사진 4) (사진 5) (사진 6)
(사진 4) → (사진 6) : 첫번째 변색
(사진 6) → (사진 7) : 두번째 변색
(사진 7) (사진 8) (사진 9)
(사진 6) → (사진 7) : 세번째 변색
(사진 8) : Starch solution 첨가
(사진 8) → (사진 9) : 네번째 변색
시작
변색1
변색2
변색3
변색4
부피
정수기
14.5ml
22.5ml
23.4ml
23.6ml
310.25ml
화장실 세면대
8.0ml
16.0ml
16.9ml
17.4ml
313.75ml
이공대 연못
3.0ml
10.3ml
12.2ml
13.4ml
14.5ml
311.05ml
(표 1) DO 결과 값
[ DO(O2 mg/L) = {1000 x 8 / (V-4)} x 0.025 x a ]
정수기 = {1000 x 8 / (310,25-4)} x 0.025 x 9.1 ] =5.943
화장실 세면대 = {1000 x 8 / (313.75-4)} x 0.025 x 9.4 ] =6.069
이공대 연못 = {1000 x 8 / (311.05-4)} x 0.025 x 11.5 ] =7.491
(실험 2)
(사진 10) (사진 11) (사진 12)
(사진 10) : 물(정수기, 화장실 세면대, 이공대 연못) + H2SO4(1:2) 10ml
(사진 11) : 물(정수기, 화장실 세면대, 이공대 연못) + H2SO4(1:2) 10ml 가열 후 + 10ml KMnO4(0.025N)
(사진 12) : (사진 11) 가열
(사진 13) (사진 14)
(사진 13,14) : (사진 12)에 10ml Na2C2O4(0.025N) 첨가
(사진 15) (사진 16)
(사진 16) : KMnO4(0.025N)로 적정
처음KMnO4
나중KMnO4
a값
정수기
48.8ml
45.7ml
3.1ml
화장실 세면대
45.7ml
41.4ml
4.3ml
이공대 연못
41.4ml
29.7ml
11.7ml
(표 2) COD 결과 값
[ COD = 0.025 x 8 x a x 1000 / V ]
정수기 = 0.025 x 8 x 3.1 x 1000 / 300 = 2.067
화장실 세면대 = 0.025 x 8 x 4.3 x 1000 / 300 = 2.867
이공대 연못 = 0.025 x 8 x 11.7 x 1000 / 300 = 7.800
Ⅴ. 고찰
이번 실험에서는 수질측정하는 여러가지 방법에 대해 알아보고 DO와 COD 방법을 사용하여 우리 주변의 물인 정수기, 화장실 세면대, 이공대 연못의 수질을 측정해 보았다. 그 결과는 다음과 같았다.
DO
COD
등급
정수기
5.943
2.067
2등급
화장실 세면대
6.069
2.867
2등급
이공대 연못
7.491
7.800
4등급
(표 3) 우리 주변의 물 수질
수질의 등급을 나누는 기준은 다음 사진과 같다.
(사진 17) 수질 등급 기준
정수기와 화장실 세면대가 2급수가 나왔는데 2급수는 맑고 냄새가 나지 않는 물로, 그냥 마시지는 못하고 수돗물을 만드는데 지장이 없고, 수영이나 목욕을 할수 있는 물이다. 화장실 세면대는 괜찮은데 식수인 정수기 물까지 2급수가 나왔다. 측정한 물 중에서는 가장 깨끗하긴 했지만 약간 찜찜한 느낌도 들었다. 저번에 학교 정수기 검사한 날짜를 살펴봤는데 2017년 2월 이었다. 약 7개월간 검사하지 않았던 정수기 물을 이제껏 마시고 있었다. 이공대 연못은 4급수로 심하게 오염된 물로 물고기도 살수 없다고 한다.
수질오염 지표는 크게 DO, BOD, COD, SS 로 네가지가 있다.
DO는 용존 산소량으로 물속에 녹아있는 산소량이다. 기압이 높아지면 DO도 높아지고, 유속이 올라가면 DO도 높아지고, 수온이 올라가면 DO는 낮아진다. 산소가 부족해 지면 물속의 생물이 살기 힘들어지므로 DO가 높을 수록 깨끗한 물이다.
BOD는 생화학적 산소요구량으로 물 속의 미생물이 유기물을 분해하는데 필요한 산소 소모량이다. 미생물의 신진대사를 통해 유기물질을 분해하게 되는데 이를 통해 산화-환원성 물질이 생물학적 산화를 통해 무기성의 산화물로 바뀌게된다. 즉, BOD는 높을수록 오염된 물이다. 또, BOD의 계산은 다음과 같다. BOD = 초기DO - 최종DO
COD는 화학적 산소요구량으로 유기물 등의 오염물질을 산화제로 산화할 때 필요한 산소량이다. 이는 BOD랑 비슷하지만 더 넓은 개념으로 볼수있다. BOD는 미생물체에 의해 분해되는 물질만 측정하지만 COD는 화학적으로 산화될 수 있는 모든 물질을 측정하는 것이다. COD역시 높을수록 오염된 물이다.
SS는 부유물질량으로 물속에 함유된 부유물질의 양이다. 부유물질이란 물 속에 떠다니는 입자크기가 2mm 이하인 불용해성 물질을 말한다. 그 종류로는 미립자(광물, 하수, 폐수), 유기물, 플랑크톤, 미생물로 이루어져있다. 부유물질이 많아지면 햇빛이 물에 투과되는 양이 작아져 물속의 조류의 광합성이 떨어지고 오염이 진행된다.
DO의 측정원리는 황산망간과 알칼리성 요오드칼륨용액을 넣을 때 생기는 수산화제일망간이 시료중의 용존산소에 의해 산화되어 수산화제이망간으로 되고 황산산성에서 용존산소량에 대응하는 요오드를 유리한다. 우리된 요오드를 티오황산나트륨으로 적정하여 용존산소의 양을 정량하는 방법이다.
COD의 측정원리는 시료를 알칼리성으로 하여 과망간산칼륨 일정 과량을 넣고 가열반응 시키고 요오드화칼륨 및 황산을 넣어 남아있는 과망간산칼륨에 의하여 유리된 요오드의 양으로부터 산소의 양을 측정하는 방법으로 염소이온(2000mg/L이상)이 높은 하수 및 해수 시료에 적용한다.
Ⅵ. 참고문헌
민물고기 환경 생태 사이버 체험관(http://www.fish.go.kr/)
수질환경분석 및 실험, 신한대학교, 김용환 강의