내의 미생물을 말함.
- 이용 - MLSS는 활성오니량의 지표로 이용되며 하 폐수처리시설의 중요한 인자가 된다.
ㄹ. pH(hydrogen ion concentration)
- 정의 - 용액 1ℓ 속에 존재하는 수소이온의 그램이온수를 의미하며, 페하(pH)라는 기호로 표시함.
ㅁ. SS(suspended solid)
- 정의 - 미리 무게를 단 유리섬유 여지(GF/C)를 여과기에 부착하여 일정량의 시료를 여과시킨 다음 항량으로 건조하여 무게를 달아 여과 전, 후의 유리섬유 여지의 무게차를 산출하여 부유물질의 양을 구하는 방법. 정량 범위는 5mg이상.
ㅂ. TDS(Total Dissolved Solids)
- 정의 - 물 속에 녹아있는 총 용존고형물질을 가리키며 전류의 전기전도도(conductivity)를 무기염류 농도의 단위인 ㎎/ℓ 또는 ppm으로 표시한 수치. 이 수치는 물 속에 녹아있는 통상, 칼슘, 마그네슘, 염소이온, 황산이온 등 무기물질의 총량을 말하는 것으로 오염 물질의 총량을 나타내는 것은 아님.
ㅅ. 경도
- 정의 - 경도(또는 전경도:Total Hardness)라 함은 물속에 용해되어 있는 Ca2+, Mg2+등의 2가 양이온 금속이온에 의하여 발생하며 이에 대응하는 CaCO3(ppm)으로 환산표시한 값으로 물의 세기를 나타냄.
ㅇ. DO(dissolved oxygen)
- 정의 - 물 또는 용액 속에 녹아 있는 분자상태의 산소.
ㅈ. 탁도
- 정의 - 용액의 혼탁한 정도를 나타내는 것(1도, 1ppm or 1NTU로 표시)
Ⅲ. 실험 재료 및 실험 방법
1. 실험 재료
ㄱ. MnSO4, NaOH, KI, NaN3, KF, H2SO4
ㄴ. 적정액 : 0.025 N-Na2S2O3 용액
ㄷ. 적정 지시약 : 가용성 전분
ㄹ. 용존 산소 측정병(308mL), 피펫, 피펫 펌프, 삼각 플라스크, 뷰렛, 메스실린더, 비커, 깔때기, 전자저울, 스포이드, 용량플라스크
2. 실험 방법
ㄱ. 2개의(15분간 방치한 시료와 20℃에서 5일간 배양한 시료) BOD병에 가득차있는 시료의 용존산소를 측정한다.
ㄴ. 다음 식을 이용하여 각각의 DO값을 계산한다.
DO(mgO/L or ppm)=a×f×(V1/V2)×1000×0.2/V1-R
a:적정에 소비된 0.025 N-Na2S2O3 용액(mL) = 1.7
f:0.025 N-Na2S2O3 용액의 역가(factor) = 1
V1:전체의 시료량(DO병의 용량)(mL) = 308
V2:적정에 사용한 시료량(mL) = 200
R:(MnSO4 + KF의 양이며, H2SO4첨가량은 계산하지 않음) = 2
BOD = 15분간 방치한 시료의 DO(mg/L)값 - 20℃에서 5일간 배양한 시료의 DO(mg/L)값
순
과정
관찰
반응
1
시료를 DO병에 취한다.
기포가 발생하지 않도록하여, 온도, 압력이 변화되지 않도록 유의한다.
2
황산망간용액 1mL가 알카리성요오드화칼륨아지드화나트륨용액 1mL를 넣는다.
갈색 침전이 생김.
용존산소가 없을 경우에는 흰색 침전이 생김
MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2(↓흰색침전)+Na2SO4
Mn(OH)2+1/2O2 →
MnO2(↓ 갈색침전) + H2O
3
즉시 마개를 닫고 수 회 병을 회전시키며 섞는다.
4
2분 이상 정치시킨다.
병목부터 2/3정도 가량 맑은 층이 생긴다
5
진한황산(36%) 2mL를 넣고 약 10초 동안 천천히 흔든다.
갈색 침전물이 완전히 녹아 진한 노란색 용액이 된다. (요오드화이온의 환원작용, I2유리)
MnO2 + 2KI + 2H2SO4 → I2(유리) + MnSO4 + K2SO4 + 2H2O
6
200mL 용량메스플라스크를 사용하여 위 용액을 정확히 200mL취하여 삼각플라스크에 넣는다.(분석용 시료용액)
7
0.025 N-Na2S2O3용액으로 엷은 노란색이 될 때까지 적정한다.
진한 노란색이 엷은 노란색으로 된다.
I2 +2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI
8
전분용액 1~2mL를 넣는다.
진한 청색으로 된다.(요오드 전분 반응)
I2 + Starch → I2-Starch(청색)
9
계속해서 무색이 될 때까지 조심스럽게 적정하여 티오황산나트륨의 소비량(a mL)을 읽는다.
무색으로 변하는 시점을 종말점으로 한다.
I2-Starch + 2Na2S2O → Na2S4O6 + 2NaI + Starch(무색)
표1. 실험 과정
Ⅳ. 결과 및 고찰
1. 결과
15분간 방치한 시료
20℃에서 5일간 배양한 시료
적정에 소비된 0.025 N-Na2S2O3용액(mL)
7.8
1.7
DO(mg/L)
7.8×308/200×1000×0.2/(308-2)=7.85
1.7×308/200×1000×0.2/(308-2)=1.71
BOD(mg/L)
BOD = (15분간 방치한 시료의 DO(mg/L)값) - (20℃에서 5일간 배양한 시료의 DO(mg/L)값) = 6.14(4급수)
표2. 실험 결과
2. 고찰
BOD를 측정하는 실험이다. 실험 순서대로 진행하면 크게 차질이 생기지 않는 간단한 실험이었다. 시료를 DO병에 취할 때에 기포가 발생하지 않도록 했었고 온도와 압력 역시 변화되지 않도록 유의하여 실험을 진행하였다. 다만 우리 조원 모두가 ‘피펫 펌프’ 라는 실험 기구를 처음 다루었었기 때문에 처음에 20℃에서 5일간 배양한 시료를 사용하여 첫 번째 실험을 할 때에는 시료가 옆으로 세는 등의 문제가 있었다. 하지만 2번 째 15분간 방치한 시료를 가지고 실험을 할 때에는 실험 기구를 다루는 방법에 익숙해져서 정량을 가지고서 정확한 실험을 할 수 있었다.
실험 결과로 측정된 BOD가 6.14로 측정되었는데 이는 4급수로써 잉어, 메기와 같은 물고기들이 살 수 있는 정도의 수질 등급이다. 실험 재료로써 사용한 물은 서울시립대학교내 노천 앞 연못물이었는데, 실제로 그 연못물에서는 잉어가 서식하고 있는 것으로 보아 BOD 측정에는 큰 오류가 없었던 것으로 보인다.
Ⅴ. 참고문헌
팽종인 외 2명 공저, 『수질오염개론』, 초판; 서울: 신광문화사, 2004, pp. 138~139.
우달식 외 7명 공저, 『수질오염개론』, 2판2쇄; 서울: 신광문화사, 2004, p. 17.