실험 개요
pH·탁도·용존산소(DO)·전도도는 물의 일반 상태를 파악하는 4가지 기본 인자다. 학부 환경공학실험에서는 수돗물·강물·연못물 등 다양한 시료를 동일 절차로 측정해 환경 기준(먹는물·하천 등급)과 비교 평가한다.
이론 배경
pH 측정
pH = −log[H⁺]. 유리전극은 H⁺ 농도에 따른 막전위차를 측정. pH 4·7·10 표준액으로 보정.
탁도
물에 들어온 빛의 산란량을 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)로 표시. Formazin 표준액으로 캘리브레이션. 먹는물 기준 1 NTU 이하.
용존산소
Winkler 법(요오드 적정) 또는 광학·전기화학 센서. 20°C 포화 DO ≈ 9.1 mg/L. 수온이 올라가면 감소.
전기전도도
물에 녹은 이온 총량의 척도. μS/cm 단위. 증류수 < 1, 수돗물 100~500, 해수 ≈ 50,000.
실험 장치 및 시약
- — pH 미터 + 표준 완충액
- — 탁도계 + Formazin 표준
- — DO 미터 또는 Winkler 키트
- — 전도도계
실험 절차
- 1.각 측정기를 표준액으로 보정.
- 2.수돗물·강물·연못물·증류수 4종 시료를 채취.
- 3.측정 직전에 시료 온도 기록 후 4가지 인자 모두 측정.
- 4.수온별 DO 포화도(%)도 함께 보고.
데이터 처리
수원별 측정값을 표로 정리. 한국 환경기준(먹는물·하천 등급별)과 비교해 등급 판정. 같은 수원의 시간·날씨별 변화도 가능.
예비보고서 항목별 작성 팁
이론
각 인자가 무엇을 의미하는지(이온·입자·용존기체) 명확히 구분.
환경기준
한국 환경부 먹는물·하천 수질 기준을 표로 첨부.
자주 하는 실수
- — pH 전극을 보정 후 충분히 헹구지 않아 캐리오버 오차
- — 탁도 시료를 흔든 직후 측정하지 않고 침전 후 측정
- — DO 측정 시 시료를 휘저어 공기 산소가 추가 용해되는 것
자주 묻는 질문
Q. 왜 pH 측정에 3점 보정이 권장되나요?
유리전극의 응답이 완전히 직선이 아니기 때문입니다. 측정하려는 시료의 pH 범위(보통 4~10)를 포함하는 두 표준액으로 보정해야 정확하며, 3점 보정은 직선성 자체도 검증할 수 있습니다.
Q. DO와 BOD는 어떤 관계인가요?
DO는 현재 시점의 산소 농도, BOD는 5일간 미생물이 소비하는 산소량 예측치입니다. 깨끗한 강은 DO가 높고 BOD가 낮으며, 오염된 강은 DO가 낮고 BOD가 높습니다. 두 인자를 함께 보면 수질 상태를 종합 평가할 수 있습니다.
참고 표준·문헌
본 가이드는 다음 표준·교과서·핸드북의 정의·식·표준 절차를 따라 작성되었습니다. 학교 양식과 표준 절차가 다를 경우 학교 양식을 우선합니다.
- [1]Metcalf & Eddy — Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery, 5th ed., McGraw-Hill, 2014
- [2]Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd ed., APHA-AWWA-WEF, 2017