수질오염 공정시험기준 먹는물 수질공정시험

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수질오염공정시험기준

총칙
1.0 개요
1.1 목적
이 시험기준은 「환경분야 시험․검사 등에 관한 법률」제6조에 따라 수질오염물질을 측정함에 있어 측정의 정확성 및 통일성을 유지하기 위하여 필요한 제반사항에 대하여 규정함을 목적으로 한다.
1.2 적용범위
1.2.1 「환경정책기본법」 제10조 환경기준 중 하천 및 호소에 대한 수질기준의 적합여부, 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」 제12조 제3항 폐수종말처리시설의 방류수수질기준, 제21조의 2 물놀이 등의 행위제한 권고기준 및 제32조 배출허용기준의 적합여부, 「하수도법」 제7조 방류수수질기준의 적합여부, 「가축분뇨의 이용 및 관리에 관한 법률」 제13조의 방류수수질기준의 적합여부, 「지하수법」 제20조 지하수의 수질기준 적합여부 등은 수질오염공정시험기준 (이하 “공정시험기준”이라 한다)에 따라 시험 판정한다.

1.2.2 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」에 따른 오염실태조사 중 하천 및 호소의 오염상황조사, 「지하수법」에 따른 지하수오염 실태조사는 따로 규정이 없는 한 이 공정시험기준의 규정에 따라 시험한다.

1.2.3 수질오염물질의 측정에 관해서는 다른 법령 (고시 등을 포함한다)에 특별히 정하고 있지 아니한 경우에는 이 공정시험기준에 따라 시험 판정한다.

1.2.4 공정시험기준 이외의 방법이라도 측정결과가 같거나 그 이상의 정확도가 있다고 국내외에서 공인된 방법은 이를 사용할 수 있다.

1.2.5 하나 이상의 공정시험기준으로 시험한 결과가 서로 달라 제반 기준의 적부 판정에 영향을 줄 경우에는 항목별 공정시험기준의 주시험법에 의한 분석 성적에 의하여 판정한다. 단, 주시험법은 따로 규정이 없는 한 항목별 공정시험기준의 1법으로 한다.

2.0 표시방법

2.1 단위 및 기호

단위 및 기호는 KS A ISO 1000 국제단위계 (SI) 및 그 사용방법에 대한 규정에 따른다.

2.2 농도 표시

2.2.1 백분율 (parts per hundred)은 용액 100 mL 중의 성분무게 (g), 또는 기체 100 mL 중의 성분무게(g)를 표시할 때는 W/V %, 용액 100 mL 중의 성분용량 (mL), 또는 기체 100 mL 중의 성분용량 (mL)을 표시할 때는 V/V %, 용액 100 g 중 성분용량 (mL)을 표시할 때는 V/W %, 용액 100 g중 성분무게 (g)를 표시할 때는 W/V %의 기호를 쓴다. 다만, 용액의 농도를 “%”로만 표시할 때는 W/V %를 말한다.

2.2.2 천분율 (ppt, parts per thousand)을 표시할 때는 g/L, g/kg의 기호를 쓴다.

2.2.3 백만분율 (ppm, parts per million)을 표시할 때는 mg/L, mg/kg의 기호를 쓴다.

2.2.4 십억분율 (ppb, parts per billion)을 표시할 때는 μg/L, μg/kg의 기호를 쓴다.

2.2.5 기체 중의 농도는 표준상태 (0 ℃, 1기압)로 환산 표시한다.
2.3 온도 표시

2.3.1 온도의 표시는 셀시우스 (Celsius) 법에 따라 아라비아 숫자의 오른쪽에 ℃를 붙인다. 절대온도는 K로 표시하고, 절대온도 0 K는 -273 ℃로 한다.

2.3.2 표준온도는 ℃, 상온은 15 ℃ ∼ 25 ℃, 실온은 1 ℃ ∼ 35 ℃로 하고, 찬 곳은 따로 규정이 없는 한 0 ℃ ∼ 15 ℃의 곳을 뜻한다.

2.3.3 냉수는 15 ℃이하, 온수는 60 ℃ ∼ 70 ℃, 열수는 약 100 ℃를 말한다.

2.3.4 “수욕상 또는 수욕중에서 가열한다”라 함은 따로 규정이 없는 한 수온 100 ℃에서 가열함을 뜻하고 약 100 ℃의 증기욕을 쓸 수 있다.

2.3.5 각각의 시험은 따로 규정이 없는 한 상온에서 조작하고 조작 직후에 그 결과를 관찰한다. 단, 온도의 영향이 있는 것의 판정은 표준온도를 기준으로 한다.

3.0 기구 및 기기

공정시험기준에서 사용하는 모든 기구 및 기기는 측정결과에 대한 오차가 허용되는 범위 이내인 것을 사용하여야 한다.

3.1 기구

공정시험기준에서 사용하는 모든 유리기구는 KS L 2302 이화학용 유리기구의 모양 및 치수에 적합한 것 또는 이와 동등이상의 규격에 적합한 것으로, 국가 또는 국가에서 지정하는 기관에서 검정을 필한 것을 사용하여야 한다.

3.2 기기

3.2.1 공정시험기준의 분석절차 중 일부 또는 전체를 자동화한 기기가 정도관리 목표 수준에 적합하고, 그 기기를 사용한 방법이 국내외에서 공인된 방법으로 인정되는 경우 이를 사용할 수 있다.

3.2.2 연속측정 또는 현장측정의 목적으로 사용하는 측정기기는 공정시험기준에 의한 측정치와의 정확한 보정을 행한 후 사용할 수 있다.

3.2.3 분석용 저울은 0.1 mg까지 달 수 있는 것이어야 하며, 분석용 저울 및 분동은 국가 검정을 필한 것을 사용하여야 한다.

4.0 시약 및 용액

4.1 시약

4.1.1 시험에 사용하는 시약은 따로 규정이 없는 한 1급 이상 또는 이와 동등한 규격의 시약을 사용하여 각 시험항목별 4.0 시약 및 표준용액에 따라 조제하여야 한다.

4.1.2 이 공정시험기준에서 각 항목의 분석에 사용되는 표준물질은 소급성이 인증된 것을 사용한다.

4.2 용액

4.2.1 용액의 앞에 몇 %라고 한 것 (예 : 20 % 수산화나트륨 용액)은 수용액을 말하며, 따로 조제방법을 기재하지 아니하였으며 일반적으로 용액 100 mL에 녹아있는 용질의 g수를 나타낸다.

4.2.2 용액 다음의 ( )안에 몇 N, 몇 M, 또는 %라고 한 것 [예 : 아황산나트륨용액 (0.1 N), 아질산나트륨용액 (0.1 M), 구연산이암모늄용액 (20 %)]은 용액의 조제방법에 따라 조제하여야 한다.

4.2.3 용액의 농도를 (1→10), (1→100) 또는 (1→1000) 등으로 표시하는 것은 고체 성분에 있어서는 1 g, 액체성분에 있어서는 1 mL를 용매에 녹여 전체 양을 10 mL, 100 mL 또는 1,000 mL로 하는 비율을 표시한 것이다.

4.2.4 액체 시약의 농도에 있어서 예를 들어 염산 (1 + 2)이라고 되어있을 때에는 염산 1 mL와 물 2 mL를 혼합하여 조제한 것을 말한다.
5.0 시험결과의 표시 검토

5.1 시험성적수치는 따로 규정이 없는 한 KS Q 5002 (데이터의 통계적 해석방법-제1부 : 데이터 통계적 기술)의 수치의 맺음법에 따라 기록한다.

5.2 시험결과의 표시는 정량한계의 결과 표시 자리수를 따르며, 정량한계 미만은 불검출된 것으로 간주한다. 다만, 정도관리/정도보증의 절차에 따라 시험하여 목표값보다 낮은 정량한계를 제시한 경우에는 정량한계 미만의 시험결과를 표시할 수 있다.

6.0 관련 용어의 정의

6.1 시험조작 중 “즉시”란 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 뜻한다.

6.2 “감압 또는 진공”이라 함은 따로 규정이 없는 한 15 mmHg이하를 뜻한다.

6.3 “이상”과 “초과”, “이하”, “미만”이라고 기재하였을 때는 “이상”과 “이하”는 기산점 또는 기준점인 숫자를 포함하며, “초과”와 “미만”의 기산점 또는 기준점인 숫자를 포함하지 않는 것을 뜻한다. 또 “a ∼ b"라 표시한 것은 a 이상 b 이하임을 뜻한다.

6.4 “바탕시험을 하여 보정한다”라 함은 시료에 대한 처리 및 측정을 할 때, 시료를 사용하지 않고 같은 방법으로 조작한 측정치를 빼는 것을 뜻한다.

6.5 방울수라 함은 20 ℃에서 정제수 20 방울을 적하할 때, 그 부피가 약 1 mL 되는 것을 뜻한다.

6.6 “항량으로 될 때까지 건조한다”라 함은 같은 조건에서 1 시간 더 건조할 때 전후 무게의 차가 g당 0.3 mg 이하일 때를 말한다.

6.7 용액의 산성, 중성, 또는 알칼리성을 검사할 때는 따로 규정이 없는 한 유리전극법에 의한 pH미터로 측정하고 구체적으로 표시할 때는 pH 값을 쓴다.

6.8 “용기”라 함은 시험용액 또는 시험에 관계된 물질을 보존, 운반 또는 조작하기 위하여 넣어두는 것으로 시험에 지장을 주지 않도록 깨끗한 것을 뜻한다.

6.9 “밀폐용기”라 함은 취급 또는 저장하는 동안에 이물질이 들어가거나 또는 내용물이 손실되지 아니하도록 보호하는 용기를 말한다.

6.10 “기밀용기”라 함은 취급 또는 저장하는 동안에 밖으로부터의 공기 또는 다른 가스가 침입하지 아니하도록 내용물을 보호하는 용기를 말한다.

6.11 “밀봉용기”라 함은 취급 또는 저장하는 동안에 기체 또는 미생물이 침입하지 아니하도록 내용물을 보호하는 용기를 말한다.

6.12 “차광용기”라 함은 광선이 투과하지 않는 용기 또는 투과하지 않게 포장을 한 용기이며 취급 또는 저장하는 동안에 내용물이 광화학적 변화를 일으키지 아니하도록 방지할 수 있는 용기를 말한다.

6.13 여과용 기구 및 기기를 기재하지 않고 “여과한다”라고 하는 것은 KSM 7602 거름종이 5종 A 또는 이와 동등한 여과지를 사용하여 여과함을 말한다.

6.14 “정밀히 단다”라 함은 규정된 양의 시료를 취하여 화학저울 또는 미량저울로 칭량함을 말한다.

6.15 무게를 “정확히 단다”라 함은 규정된 수치의 무게를 0.1 mg까지 다는 것을 말한다.

6.16 “정확히 취하여”라 하는 것은 규정한 양의 액체를 부피피펫으로 눈금까지 취하는 것을 말한다.

6.17 “약”이라 함은 기재된 양에 대하여 ± 10 %이상의 차가 있어서는 안 된다.

6.18 “냄새가 없다”라고 기재한 것은 냄새가 없거나, 또는 거의 없는 것을 표시하는 것이다.

6.19 시험에 쓰는 물은 따로 규정이 없는 한 증류수 또는 정제수로 한다.

수질오염공정시험기준
ES 04001.b

정도보증/정도관리
2014
(QA/QC)

1.0 개요

1.1 목적
환경측정의 정도보증/정도관리는 측정․분석 결과의 정밀․정확도를 관리하고 보증하여 국가적인 환경정책 결정, 산업체의 오염물질 관리 및 국민의 삶의 질 관리에 기여하는 것을 그 목적으로 한다.

1.2 적용범위
이 규격은 환경오염공정시험기준의 시험분석 결과에 영향을 미치는 정도보증/정도관리 및 목표 설정의 일반적인 절차에 적용한다.

2.0 정도관리 요소

2.1 바탕시료

2.1.1 방법바탕시료
방법바탕시료 (method blank)는 시료와 유사한 매질을 선택하여 추출, 농축, 정제 및 분석 과정에 따라 측정한 것을 말하며, 이때 매질, 실험절차, 시약 및 측정 장비 등으로부터 발생하는 오염물질을 확인할 수 있다.

2.1.2 시약바탕시료
시약바탕시료 (reagent blank)는 시료를 사용하지 않고 추출, 농축, 정제 및 분석 과정에 따라 모든 시약과 용매를 처리하여 측정한 것을 말하며, 이때 실험절차, 시약 및 측정 장비 등으로부터 발생하는 오염물질을 확인할 수 있다.

2.2 검정곡선
검정곡선 (calibration curve)은 분석물질의 농도변화에 따른 지시값을 나타낸 것으로 시료 중 분석 대상 물질의 농도를 포함하도록 범위를 설정하고, 검정곡선 작성용 표준용액은 가급적 시료의 매질과 비슷하게 제조하여야 한다.

2.2.1 검정곡선법
검정곡선법 (external standard method)은 시료의 농도와 지시값과의 상관성을 검정곡선 식에 대입하여 작성하는 방법이다.

2.2.1.1 검정곡선은 직선성이 유지되는 농도범위 내에서 제조농도 3개 ～ 5개를 사용한다.

2.2.1.2 제조한 n개의 검정곡선 작성용 표준용액을 분석하여 농도와 지시값의 자료를 각각 얻는다.

2.2.1.3 n개의 시료에 대하여 농도와 지시값 쌍을 각각 (x1, y1),‧‧‧‧‧‧,(xn, yn)이라 하고, 그림 1과 같이 농도에 대한 지시값의 검정곡선을 도시한다.

2.2.1.4 검정곡선 작성용 표준용액의 농도와 지시값의 상관성을 1차식으로 표현하는 경우 검정곡선식은 다음과 같다.

여기서 y는 지시값, x는 농도, a0, a1는 계수로서 시료의 농도는 시료의 지시값을 검정곡선 식에 대입하여 구한다.

그림 1. 검정곡선법에 의한 검정곡선

2.2.2 표준물첨가법

표준물첨가법 (standard addition method)은 시료와 동일한 매질에 일정량의 표준물질을 첨가하여 검정곡선을 작성하는 방법으로써, 매질효과가 큰 시험 분석 방법에서 분석 대상 시료와 동일한 매질의 표준시료를 확보하지 못한 경우에 매질효과를 보정하여 분석할 수 있는 방법이다.

2.2.2.1 분석대상 시료를 n개로 나눈 후 분석하려는 대상 성분의 표준물질을 0배, 1배, ·······, n - 1배로 각각의 시료에 첨가한다.

2.2.2.2 n개의 첨가 시료를 분석하여 첨가 농도와 지시값의 자료를 각각 얻는다. 이때 첨가 시료의 지시값은 바탕값을 보정 (바탕시료 및 바탕선의 보정 등)하여 사용하여야 한다.

2.2.2.3 n개의 시료에 대하여 첨가 농도와 지시값 쌍을 각각 (x1, y1),‧‧‧‧‧‧,(xn, yn)이라 하고, 그림 2와 같이 첨가 농도에 대한 지시값의 검정곡선을 도시하면, 시료의 농도는이다.

그림 2. 표준물첨가법에 의한 검정곡선

2.2.3 내부표준법

내부표준법 (internal standard calibration)은 검정곡선 작성용 표준용액과 시료에 동일한 양의 내부표준물질을 첨가하여 시험분석 절차, 기기 또는 시스템의 변동으로 발생하는 오차를 보정하기 위해 사용하는 방법이다. 내부표준법은 시험 분석하려는 성분과 물리·화학적 성질은 유사하나 시료에는 없는 순수 물질을 내부표준물질로 선택한다. 일반적으로 내부표준물질로는 분석하려는 성분에 동위원소가 치환된 것을 많이 사용하며, 절차는 다음과 같다.

2.2.3.1 동일한 양의 내부표준물질을 분석 대상 시료와 검정곡선 작성용 표준용액에 각각 첨가한다. 내부표준물질의 농도는 분석 대상 성분의 기기 지시값과 비슷한 수준이 되도록 한다.

2.2.3.2 분석기기를 이용하여 시료와 검정곡선 작성용 표준용액의 내부표준물질과 측정 성분의 지시값을 각각 구한다.

2.2.3.3 검정곡선 작성을 위하여 가로축에 성분 농도 (Cx)와 내부표준물질 농도 (Cs)의 비 (Cx/Cs)를 취하고 세로축에는 분석 성분의 지시값 (Rx)과 내부표준물질 지시값 (Rs)의 비 (Rx/Rs)를 취하여 그림 3과 같이 작성한다.

2.2.3.4 시료를 분석하여 얻은 분석 성분의 지시값(Rx')과 내부표준물질 지시값 (Rs')의 비(Rx'/Rs')를 구한 후 검정곡선에 대입하여 분석 성분 농도(Cx')와 내부표준물질 농도(Cs')와의 비(Cx'/Cs')를 구한다.

2.2.3.5 분석 성분 농도(Cx')와 내부표준물질 농도(Cs')의 비(Cx'/Cs')에 첨가한 내부표준물질 농도(Cs')를 곱하여 시료의 농도(Cx')를 구한다.

그림 3. 내부표준법에 의한 검정곡선

2.2.4 검정곡선의 작성 및 검증

2.2.4.1 검정곡선을 작성하고 얻어진 검정곡선의 결정계수 (R2) 또는 감응계수 (RF, response factor)의 상대표준편차가 일정 수준 이내이어야 하며, 결정계수나 감응계수의 상대표준편차가 허용범위를 벗어나면 재작성하여야 한다.

2.2.4.2 감응계수는 검정곡선 작성용 표준용액의 농도 (C)에 대한 반응값 (R, response)으로 다음과 같이 구한다.

감응계수 =

2.2.4.3 검정곡선은 분석할 때마다 작성하는 것이 원칙이며, 분석 과정 중 검정곡선의 직선성을 검증하기 위하여 각 시료군 (시료 20개 이내)마다 1회의 검정곡선 검증을 실시한다.

2.2.4.4 검증은 방법검출한계의 5배 ～ 50배 또는 검정곡선의 중간 농도에 해당하는 표준용액에 대한 측정값이 검정곡선 작성 시의 지시값과 10 % 이내에서 일치하여야 한다. 만약 이 범위를 넘는 경우 검정곡선을 재작성하여야 한다.

2.3 검출한계

2.3.1 기기검출한계

기기검출한계 (IDL, instrument detection limit)란 시험분석 대상물질을 기기가 검출할 수 있는 최소한의 농도 또는 양으로서, 일반적으로 S/N 비의 2배 ∼ 5배농도 또는 바탕시료를 반복 측정 분석한 결과의 표준편차에 3배한 값 등을 말한다.

2.3.2 방법검출한계

방법검출한계 (MDL, method detection limit)란 시료와 비슷한 매질 중에서 시험분석 대상을 검출할 수 있는 최소한의 농도로서, 제시된 정량한계 부근의 농도를 포함하도록 준비한 n개의 시료를 반복 측정하여 얻은 결과의 표준편차(s)에 99 % 신뢰도에서의 t-분포값을 곱한 것이다.

방법검출한계 = t(n-1, α=0.01) × s

여기서 t(n-1, α=0.01)는 아래의 표에서 구한다.

자유도(n - 1)
2
3
4
5
6
7
8
9
t-분포값
6.96
4.54
3.75
3.36
3.14
3.00
2.90
2.82

2.3.3 정량한계

정량한계 (LOQ, limit of quantification)란 시험분석 대상을 정량화할 수 있는 측정값으로서, 제시된 정량한계 부근의 농도를 포함하도록 시료를 준비하고 이를 반복 측정하여 얻은 결과의 표준편차 (s)에 10배한 값을 사용한다.

정량한계 = 10 × s

2.4 정밀도

정밀도 (precision)는 시험분석 결과의 반복성을 나타내는 것으로 반복시험하여 얻은 결과를 상대표준편차 (RSD, relative standard deviation)로 나타내며. 연속적으로 n회 측정한 결과의 평균값 ()과 표준편차 (s)로 구한다.

정밀도(%) =
2.5 정확도

2.5.1 정확도 (accuracy)란 시험분석 결과가 참값에 얼마나 근접하는가를 나타내는 것으로 동일한 매질의 인증시료를 확보할 수 있는 경우에는 표준절차서 (SOP, standard operational procedure)에 따라 인증표준물질을 분석한 결과값 (CM)과 인증값 (CC)과의 상대백분율로 구한다.

2.5.2 인증시료를 확보할 수 없는 경우에는 해당 표준물질을 첨가하여 시료를 분석한 분석값 (CAM)과 첨가하지 않은 시료의 분석값 (CS)과의 차이를 첨가 농도 (CA)의 상대백분율 또는 회수율로 구한다.

정확도 (%) =

2.6 현장 이중시료
현장 이중시료 (field duplicate)는 동일 위치에서 동일한 조건으로 중복 채취한 시료로서 독립적으로 분석하여 비교한다. 현장 이중시료는 필요시 하루에 20개 이하의 시료를 채취할 경우에는 1개를, 그 이상의 시료를 채취할 때에는 시료 20개당 1개를 추가로 채취하며, 동일한 조건에서 측정한 두 시료의 측정값 차를 두 시료 측정값의 평균값으로 나누어 상대편차백분율 (RPD, relative percent difference)로 구한다.
상대편차백분율 (%) =

수질오염공정시험기준
ES 04130.1c

시료의 채취 및 보존 방법
2014
(Collection and Preservation of Samples)

1.0 개요

1.1 목적

시료 채취는 수질을 정확히 대표하고 실험실에 도착할 때까지 조성의 변화가 일어나지 않도록 하여야 한다. 일반적으로 시료 채취와 보존은 법적인 요구 사항이므로 규정에 따라 실시한다.

1.2 적용범위

대부분 지표수, 지하수, 오수, 도시하수, 산업폐수 등의 시료채취에 적용한다.

2.0 시료 채취 방법

2.1 배출허용기준 적합여부 판정을 위한 시료채취

배출허용기준 적합여부 판정을 위하여 채취하는 시료는 시료의 성상, 유량, 유속 등의 시간에 따른 변화를 고려하여 현장 물의 성질을 대표할 수 있도록 채취하여야 하며, 복수채취를 원칙으로 한다. 단, 신속한 대응이 필요한 경우 등 복수채취가 불합리한 경우에는 예외로 할 수 있다.

2.1.1 복수시료채취방법 등

2.1.1.1 수동으로 시료를 채취할 경우에는 30분 이상 간격으로 2회 이상 채취 (composite sample)하여 일정량의 단일시료로 한다. 단, 부득이한 사유로 6시간 이상 간격으로 채취한 시료는 각각 측정분석한 후 산술평균하여 측정분석값을 산출한다 (2개 이상의 시료를 각각 측정분석한 후 산술평균한 결과 배출허용기준을 초과한 경우의 위반일 적용은 최초 배출허용기준이 초과된 시료의 채취일을 기준으로 한다).

2.1.1.2 자동시료채취기로 시료를 채취할 경우에는 6시간 이내에 30분 이상 간격으로 2회 이상 채취 (composite sample)하여 일정량의 단일 시료로 한다.

2.1.1.3 수소이온농도 (pH), 수온 등 현장에서 즉시 측정하여야 하는 항목인 경우에는 30분 이상 간격으로 2회 이상 측정한 후 산술평균하여 측정값을 산출한다 (단, pH의 경우 2회 이상 측정한 값을 pH 7을 기준으로 산과 알칼리로 구분하여 평균값을 산정하고 산정한 평균값 중 배출허용기준을 많이 초과한 평균값을 측정분석값으로 함).

2.1.1.4 시안 (CN), 노말헥산추출물질, 대장균군 등 시료채취기구 등에 의하여 시료의 성분이 유실 또는 변질 등의 우려가 있는 경우에는 30분 이상 간격으로 2개 이상의 시료를 채취하여 각각 분석한 후 산술평균하여 분석값을 산출한다. 단, 복수시료채취 과정에서 시료성분의 유실 또는 변질 등의 우려가 없는 경우에는 2.1.1.1의 방법으로 할 수 있다.

2.1.2 복수시료채취방법 적용을 제외할 수 있는 경우

2.1.2.1 환경오염사고 또는 취약시간대 (일요일, 공휴일 및 평일 18:00 ～ 09:00 등)의 환경오염감시 등 신속한 대응이 필요한 경우 제외할 수 있다.

2.1.2.2 수질 및 수생태계보전에 관한 법률 제38조 제1항의 규정에 의한 비정상적인 행위를 할 경우 제외할 수 있다.

2.1.2.3 사업장 내에서 발생하는 폐수를 회분식 (batch식) 등 간헐적으로 처리하여 방류하는 경우 제외할 수 있다.

2.1.2.4 기타 부득이 복수시료채취 방법으로 시료를 채취할 수 없을 경우 제외할 수 있다.
2.2 하천수 등 수질조사를 위한 시료채취

시료는 시료의 성상, 유량, 유속 등의 시간에 따른 변화 (폐수의 경우 조업상황 등)를 고려하여 현장물의 성질을 대표할 수 있도록 채취하여야 하며, 수질 또는 유량의 변화가 심하다고 판단될 때에는 오염상태를 잘 알 수 있도록 시료의 채취횟수를 늘려야 하며, 이때에는 채취시의 유량에 비례하여 시료를 서로 섞은 다음 단일시료로 한다.

2.3 지하수 수질조사를 위한 시료채취

지하수 침전물로부터 오염을 피하기 위하여 보존 전에 현장에서 여과 (0.45 μm) 하는 것을 권장한다. 단, 기타 휘발성유기화합물과 민감한 무기화합물질을 함유한 시료는 그대로 보관한다.

3.0 시료채취시 유의사항

3.1 시료는 목적시료의 성질을 대표할 수 있는 위치에서 시료채취용기 또는 채수기를 사용하여 채취하여야 한다.

3.2 시료 채취 용기는 시료를 채우기 전에 시료로 3회 이상 씻은 다음 사용하며, 시료를 채울 때에는 어떠한 경우에도 시료의 교란이 일어나서는 안 되며 가능한 한 공기와 접촉하는 시간을 짧게 하여 채취한다.

3.3 시료채취량은 시험항목 및 시험횟수에 따라 차이가 있으나 보통 3 L ～ 5 L정도이어야 한다. 다만, 시료를 즉시 실험할 수 없어 보존하여야 할 경우 또는 시험항목에 따라 각각 다른 채취용기를 사용하여야 할 경우에는 시료채취량을 적절히 증감할 수 있다.

3.4 시료채취시에 시료채취시간, 보존제 사용여부, 매질 등 분석결과에 영향을 미칠 수 있는 사항을 기재하여 분석자가 참고할 수 있도록 한다.

3.5 용존가스, 환원성 물질, 휘발성유기화합물, 냄새, 유류 및 수소이온 등을 측정하기 위한 시료를 채취할 때에는 운반중 공기와의 접촉이 없도록 시료 용기에 가득 채운 후 빠르게 뚜껑을 닫는다.
[주 1] 휘발성유기화합물 분석용 시료를 채취할 때에는 뚜껑의 격막을 만지지 않도록 주의 하여야 한다.
[주 2] 병을 뒤집어 공기방울이 확인되면 다시 채취해야한다.

3.6 현장에서 용존산소 측정이 어려운 경우에는 시료를 가득 채운 300 mL BOD병에 황산망간 용액 1 mL와 알칼리성 요오드화칼륨-아자이드화나트륨 용액 1 mL를 넣고 기포가 남지 않게 조심하여 마개를 닫고 수회 병을 회전하고 암소에 보관하여 8시간 이내 측정한다.

3.7 유류 또는 부유물질 등이 함유된 시료는 시료의 균일성이 유지될 수 있도록 채취해야 하며, 침전물 등이 부상하여 혼입되어서는 안 된다.

3.8 지하수 시료는 취수정 내에 고여 있는 물과 원래 지하수의 성상이 달라질 수 있으므로 고여 있는 물을 충분히 퍼낸 다음 새로 나온 물을 채취한다. 이 경우 퍼내는 양은 고여 있는 물의 4배 ～ 5배 정도이나 pH 및 전기전도도를 연속적으로 측정하여 이 값이 평형을 이룰 때까지로 한다.

3.9 지하수 시료채취 시 심부층의 경우 저속양수펌프 등을 이용하여 반드시 저속시료채취하여 시료 교란을 최소화하여야 하며, 천부층의 경우 저속양수펌프 또는 정량이송펌프 등을 사용한다.

3.10 냄새 측정을 위한 시료채취 시 유리기구류는 사용 직전에 새로 세척하여 사용한다. 먼저 냄새 없는 세제로 닦은 후 정제수로 닦아 사용하고, 고무 또는 플라스틱 재질의 마개는 사용하지 않는다.

3.11 총유기탄소를 측정하기 위한 시료 채취 시 시료병은 가능한 외부의 오염이 없어야 하며, 이를 확인하기 위해 바탕시료를 시험해 본다. 시료병은 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, polytetrafluoroethylene)으로 처리된 고무마개를 사용하며, 암소에서 보관하며 깨끗하지 않은 시료병은 사용하기 전에는 산세척하고, 알루미늄 호일로 포장하여 400 ℃ 회화로에서 1시간 이상 구워 냉각한 것을 사용한다.

3.12 퍼클로레이트를 측정하기 위한 시료채취 시 시료 용기를 질산 및 정제수로 씻은 후 사용하며, 시료채취 시 시료병의 2/3를 채운다.

3.13 저농도 수은 (0.0002 mg/L 이하)시료를 채취하기 위한 시료 용기는 채취 전에 미리 다음과 같이 준비한다. 우선 염산용액 (4 M)이나 진한질산을 채워 내산성플라스틱 덮개를 이용하여 오목한부분이 밑에 오도록 덮고 가열판을 이용하여 48시간 동안 65 oC ∼ 75 oC가 되도록 한다 (후두에서 실시한다). 실온으로 식힌 후 정제수로 3회 이상 헹구고, 염산용액 (1 %) 세정수로 다시 채운다. 마개를 막고 60 oC ∼ 70 oC 에서 하루 이상 부식성에 강한 깨끗한 오븐에 보관한다. 실온으로 다시 식힌 후 정제수로 3회 이상 헹구고, 염산용액 (0.4 %)로 채워서 클린벤치에 넣고 용기 외벽을 완전히 건조시킨다. 건조된 용기를 밀봉하여 폴리에틸렌 지퍼백으로 이중 포장하고 사용시까지 플라스틱이나 목재상자에 넣어 보관한다.

3.14 다이에틸헥실프탈레이트를 측정하기 위한 시료채취 시 스테인레스강이나 유리 재질의 시료채취기를 사용한다. 플라스틱 시료채취기나 튜브 사용을 피하고 불가피한 경우 시료 채취량의 5배 이상을 흘려보낸 다음 채취하며, 갈색 유리병에 시료를 공간이 없도록 채우고 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE, polytetrafluoroethylene) 마개 (또는 알루미늄 호일)나 유리마개로 밀봉한다. 시료병을 미리 시료로 헹구지 않는다.

3.15 1.4-다이옥산, 염화비닐, 아크릴로니트릴, 브로모폼을 측정하기 위한 시료용기는 갈색유리병을 사용하고, 사용 전 미리 질산 및 정제수로 씻은 다음, 아세톤으로 세정한 후 120 ℃에서 2시간 정도 가열한 후 방냉하여 준비한다. 시료에 산을 가하였을 때에 거품이 생기면 그 시료는 버리고 산을 가하지 않은 시료를 채취한다.

3.16 미생물 시료는 멸균된 용기를 이용하여 무균적으로 채취하여야 하며, 시료채취직전에 물속에서 채수병의 뚜껑을 열고 폴리글로브를 착용하는 등 신체접촉에 의한 오염이 발생하지 않도록 유의하여야 한다.

3.17 물벼룩 급성 독성을 측정하기 위한 시료용기와 배양용기는 자주 사용하는 경우 내벽에 석회성분이 침적되므로 주기적으로 묽은 염산 용액에 담가 제거한 후 세척하여 사용하고, 농약, 휘발성 유기화합물, 기름 성분이 시험수에 포함된 경우에는 시험 후 시험용기 세척 시 ‘뜨거운 비눗물 세척-헹굼-아세톤 세척-헹굼’ 과정을 추가한다. 시험수의 유해성이 금속성분에 기인한다고 판단되는 경우, 시험 후 시험용기 세척 시 ‘묽은 염산 (10 %) 세척 혹은 질산용액 세척-헹굼’ 과정을 추가한다.

3.18 식물성 플랑크톤을 측정하기위한 시료 채취 시 플랑크톤 네트 (mesh size 25 μm)를 이용한 정성채집과, 반돈 (Van-Dorn) 채수기 또는 채수병을 이용한 정량 채집을 병행한다. 정성 채집시 플랑크톤 네트는 수평 및 수직으로 수회씩 끌어 채집한다.

3.19 채취된 시료는 즉시 실험하여야 하며, 그렇지 못한 경우에는 5.0 시료의 보존방법에 따라 보존하고 규정된 시간 내에 실험하여야 한다.

4.0 시료 채취 지점

4.1 배출시설 등의 폐수

- 당연 채취지점 : ① ② ③ ④
- 필요시 채취지점 : ⑤ ⑥ ⑦
① ② ③ : 방지시설 최초 방류지점
④ : 배출시설 최초 방류지점(방지시설을 거치지 않을 경우)
⑤ ⑥ ⑦ : 부지경계선 외부 배출수로
폐수의 성질을 대표할 수 있는 곳 (그림 1)에서 채취하며 폐수의 방류수로가 한지점 이상일 때에는 각 수로별로 채취하여 별개의 시료로 하며 필요에 따라 부지 경계선 외부의 배출구 수로에서도 채취할 수 있다. 시료채취시 우수나 조업목적 이외의 물이 포함되지 말아야 한다.

4.2 하천수
4.2.1 하천수의 오염 및 용수의 목적에 따라 채수지점을 선정하며 하천본류와 하전지류가 합류하는 경우에는 그림 2의 합류이전의 각 지점과 합류이후 충분히 혼합된 지점에서 각각 채수한다.

4.2.2 하천의 단면에서 수심이 가장 깊은 수면의 지점과 그 지점을 중심으로 하여 좌우로 수면폭을 2등분한 각각의 지점의 수면으로 부터 수심 2 m미만일 때에는 수심의 1/3에서, 수심이 2 m이상일 때에는 수심의 1/3 및 2/3에서 각각 채수한다 (그림 3).

4.2.3 기타 4.2.1, 4.2.2 이외의 경우에는 시료채취 목적에 따라 필요하다고 판단되는 지점 및 위치에서 채수한다.
5.0 시료의 보존방법

5.1 채취된 시료를 즉시 실험할 수 없을 때에는 따로 규정이 없는 한 표 1의 보존방법에 따라 보존하고 어떠한 경우에도 보존기간 이내에 실험을 끝내야 한다.

항목
시료용기1
보존방법
최대보존기간
(권장보존기간)
냄새
G
가능한 한 즉시 분석 또는 냉장 보관
6시간
노말헥산추출물질
G
4 ℃ 보관, H2SO4로 pH 2 이하
28일
부유물질
P, G
4 ℃ 보관
7일
색도
P, G
4 ℃ 보관
48시간
생물화학적 산소요구량
P, G
4 ℃ 보관
48시간(6시간)
수소이온농도
P, G
-
즉시 측정
온도
P, G
-
즉시 측정
용존산소
적정법
BOD병
즉시 용존산소 고정 후 암소 보관
8시간
전극법
BOD병
-
즉시 측정
잔류염소
G(갈색)
즉시 분석
-
전기전도도
P, G
4 ℃ 보관
24시간
총 유기탄소 (용존유기탄소)
P, G
즉시 분석 또는 HCl 또는 H3PO4 또는 H2SO4를 가한 후(pH<2) 4℃ 냉암소에서 보관
28일(7일)
클로로필 a
P, G
즉시 여과하여 -20 ℃이하에서 보관
7일(24시간)
탁도
P, G
4 ℃ 냉암소에서 보관
48시간(24시간)
투명도
-
-
-
표 1. 보존방법
항목
시료용기1
보존방법
최대보존기간
(권장보존기간)
화학적 산소요구량
P, G
4 ℃ 보관, H2SO4로 pH 2이하
28일(7일)
불소
P
-
28일
브롬이온
P, G
-
28일
시안
P, G
4 ℃ 보관, NaOH로 pH 12이상
14일(24시간)
아질산성 질소
P, G
4 ℃ 보관
48시간(즉시)
암모니아성 질소
P, G
4 ℃ 보관, H2SO4로 pH 2이하
28일(7일)
염소이온
P, G
-
28일
음이온계면활성제
P, G
4 ℃ 보관
48시간
인산염인
P, G
즉시 여과한후 4 ℃ 보관
48시간
질산성 질소
P, G
4 ℃ 보관
48시간
총인(용존 총인)
P, G
4 ℃ 보관, H2SO4로 pH 2이하
28일
총질소(용존 총질소)
P, G
4 ℃ 보관, H2SO4로 pH 2이하
28일(7일)
퍼클로레이트
P, G
6 ℃ 이하 보관, 현장에서 멸균된 여과지로 여과
28일
페놀류
G
4 ℃ 보관, H3PO4로 pH 4이하 조정한 후 시료 1 L 당 CuSO4 1g 첨가
28일
황산이온
P, G
6 ℃ 이하 보관
28일(48시간)
금속류(일반)
P, G
시료 1L 당 HNO3 2 mL 첨가
6개월
비소
P, G
1L당 HNO3 1.5 mL로 pH 2 이하
6개월
셀레늄
P, G
1L당 HNO3 1.5 mL로 pH 2 이하
6개월
수은(0.2 μg/L 이하)
P, G
1L당 HCl(12 M) 5 mL 첨가
28일
6가크롬
P, G
4 ℃ 보관
24시간
알킬수은
P, G
HNO3 2 mL/L
1개월
(표 계속)

항목
시료용기1
보존방법
최대보존기간
(권장보존기간)
다이에틸헥실프탈레이트
G(갈색)
4 ℃ 보관
7일(추출 후 40일)
1.4-다이옥산
G(갈색)
HCl(1+1)을 시료 10 mL당 1 ∼ 2방울씩 가하여 pH 2이하
14일
염화비닐, 아크릴로니트릴, 브로모폼
G(갈색)
HCl(1+1)을 시료 10 mL당 1 ∼ 2방울씩 가하여 pH 2이하
14일
석유계총탄화수소
G(갈색)
4 ℃ 보관, H2SO4 또는 HCl으로 pH 2 이하
7일 이내 추출,
추출 후 40일
유기인
G
4 ℃ 보관, HCl로 pH 5∼9
7일(추출 후 40일)
폴리클로리네이티드비페닐(PCB)
G
4 ℃ 보관, HCl로 pH 5∼9
7일(추출 후 40일)
휘발성유기화합물
G
냉장보관 또는 HCl을 가해 pH<2로 조정 후 4 ℃보관 냉암소보관
7일(추출 후 14일)
총대장균군
환경기준적용시료
P, G
저온(10℃이하)
24시간
배출허용기준 및 방류수 기준 적용 시료
P, G
저온(10℃이하)
6시간
분원성 대장균군
P, G
저온(10℃ 이하)
24시간
대장균
P, G
저온(10℃ 이하)
24시간
물벼룩 급성 독성
G
4 ℃ 보관
36시간
식물성 플랑크톤
P, G
즉시 분석 또는 포르말린용액을 시료의 (3 ～ 5) % 가하거나 글루타르알데하이드 또는 루골용액을 시료의 (1 ～ 2) % 가하여 냉암소보관
6개월
(표 계속)

1 P : polyethylene, G : glass
5.2 클로로필a 분석용 시료는 즉시 여과하여 여과한 여과지를 알루미늄 호일로 싸서 -20 ℃이하에서 보관한다. 여과한 여과지는 상온에서 3시간까지 보관할 수 있으며, 냉동 보관시에는 25일까지 가능하다. 즉시 여과할 수 없다면 시료를 빛이 차단된 암소에서 4 ℃이하로 냉장하여 보관하고 채수 후 24시간 이내에 여과하여야 한다.

5.3 시안 분석용 시료에 잔류염소가 공존할 경우 시료 1 L 당 아스코빈산 1 g을 첨가하고, 산화제가 공존할 경우에는 시안을 파괴할 수 있으므로 채수즉시 이산화비소산나트륨 또는 티오황산나트륨을 시료 1 L 당 0.6 g을 첨가한다.

5.4 암모니아성 질소 분석용 시료에 잔류염소가 공존할 경우 증류과정에서 암모니아가 산화되어 제거될 수 있으므로 시료채취 즉시 티오황산나트륨용액(0.09 %)을 첨가한다.
[주 3] 티오황산나트륨용액(0.09 %) 1 mL를 첨가하면 시료 1 L 중 2 mg 잔류염소를 제거할 수 있다.

5.5 페놀류 분석용 시료에 산화제가 공존할 경우 채수 즉시 황산암모늄철용액을 첨가한다.
5.6 비소와 셀레늄 분석용 시료를 pH 2 이하로 조정할 때에는 질산(1 + 1)을 사용할 수 있으며, 시료가 알칼리화되어 있거나 완충효과가 있다면 첨가하는 산의 양을 질산(1 + 1) 5 mL 까지 늘려야 한다.
5.7 저농도 수은(0.0002 mg/L 이하) 분석용 시료는 보관기간 동안 수은이 시료 중의 유기성 물질과 결합하거나 벽면에 흡착될 수 있으므로 가능한 빠른 시간 내 분석하여야 하고, 용기 내 흡착을 최대한 억제하기 위하여 산화제인 브롬산/브롬용액(0.1 N)을 분석하기 24시간 전에 첨가한다.
5.8 다이에틸헥실프탈레이트 분석용 시료에 잔류염소가 공존할 경우 시료 1 L 당 티오황산나트륨을 80 mg 첨가한다.
5.9 1,4-다이옥산, 염화비닐, 아크릴로니트릴 및 브로모폼 분석용 시료에 잔류염소가 공존할 경우 시료 40 mL(잔류염소 농도 5 mg/L 이하) 당 티오황산나트륨 3 mg 또는 아스코빈산 25 mg을 첨가하거나 시료 1 L 당 염화암모늄 10 mg을 첨가한다.
5.10 휘발성유기화합물 분석용 시료에 잔류염소가 공존할 경우 시료 1 L 당 아스코빈산 1 g을 첨가한다.
5.11 식물성 플랑크톤을 즉시 시험하는 것이 어려울 경우 포르말린용액을 시료의 (3 ～ 5) % 가하여 보존한다. 침강성이 좋지 않은 남조류나 파괴되기 쉬운 와편모조류와 황갈조류 등은 글루타르알데하이드나 루골용액을 시료의 (1 ～ 2) % 가하여 보존한다.

수질오염공정시험기준
ES 04140.1c

공장폐수 및 하수유량
-관(pipe)내의 유량측정방법
2015
Industrial and Municipal Wastewater
-Flow in Pressurized Pipe)

1.0 개요

1.1 목적

공장, 하수 및 폐수 종말처리장 등의 원수, 공정수, 배출수 등의 관내의 유량을 측정하는 데 사용하며, 관 (pipe)내의 유량측정 방법에는 벤튜리미터 (venturi meter), 유량측정용 노즐 (nozzle), 오리피스 (orifice), 피토우 (pitot)관, 자기식 유량측정기 (magnetic flow meter)가 있다.
[주 1] 제시한 유량계의 종류 및 규격이 다를 경우 제조회사의 지침을 따른다.

1.2 적용범위

1.2.1 공장, 하수 및 폐수 종말처리장 등의 원수, 공정수, 배출수 등에서 공장폐수원수 (raw wastewater), 1차 처리수 (primary effluent), 2차 처리수 (secondary effluent), 1차 슬러지 (primary sludge), 반송슬러지 (return sludge, thickened sludge), 포기액 (mixed liquor), 공정수 (process water)등의 압력 하에 존재하는 관내의 유량을 측정하는 데 사용한다. 폐수처리 공정에서 유량측정장치의 적용은 표 1과 같다.

표 1. 폐수처리 공정에서 유량측정장치의 적용

장치
공장폐수
원수
(raw wastewater)
1차 처리수
(primary effluent)
2차 처리수
(secondary effluent)
1차 슬러지
(primary sludge)
반송슬러지
(return sludge)
농축슬러지
(thickened sludge)
포기액
(mixed liquor)
공정수
(process water)
벤튜리미터 (venturi meter)

유량측정용 노즐 (nozzle)

오리피스 (orifice)

피토우 (pitot)관

자기식 유량측정기 (magnetic flow meter)

1.2.2 노즐의 경우 약간의 고형 부유물질이 포함된 폐․하수에도 이용할 수 있고, 피토우관은 부유물질이 많이 흐르는 폐․하수에서는 사용이 곤란하나 부유물질이 적은 대형 관에서는 효율적인 유량측정기이다, 또한 자기식 유량 측정기기의 경우에는 고형물질이 많아 관을 메울 우려가 있는 폐․하수에 이용할 수 있다.
[주 2 ] 벤튜리미터 설치에 있어 관내의 흐름이 완전히 발달하여 와류에 영향을 받지 않고 실질적으로 직선적인 흐름을 유지해야 한다. 그러므로 벤튜리미터는 난류 발생에 원인이 되는 관로상의 점으로부터 충분히 하류지점에 설치해야하며, 통상 관 직경의 약 30배 ∼ 50배 하류에 설치해야 효과적이다.
[주 3] 노즐 출구의 분류는 속도분포가 고르기 때문에 관의 끝에 설치하여 유량계로서가 아닌 목적에도 쓰이고 있다.

1.2.3 레이놀즈수와 직경에 따른 적용범위
벤튜리미터, 유동노즐, 오리피스의 사용에 있어서 레이놀즈수와 직경의 범위가 필요하다. 아래 표 2는 유량계에 따른 각각의 레이놀즈수와 직경에 따른 적용범위를 나타낸 것이다.
Re = (식 1)
여기서, Re : 레이놀즈수 (무차원)
ρ : 유체의 밀도 (kg/m3)
v : 유속 (m/s)
D : 관경(m)
μ : 유체의 점도(kg/m․s)

표 2. 레이놀즈수와 직경에 따른 적용범위

벤튜리미터
유동 노즐
오리피스
2×105≦RE≨2×106
0.3≦ ≦0.75
100 mm≦ D1 ≦800 mm
105≦RE≨106
0.01≦( )4≦0.41
50 mm≦ D1 ≦1000 mm
105≦RE≨107
0.01≦ ( )4≦0.41
50 mm≦ D1 ≦1000 mm

D1 : 유입부 직경
D2 : 목부 직경

2.0 용어정의
2.1 레이놀즈 수
유체 역학에서, 흐름의 관성력과 점성력의 비 (比). 유체의 밀도, 흐름의 속도, 흐름 속에 둔 물체의 길이에 비례하고 유체의 점성률에 반비례한다.

3.0 정밀도 및 정확도
벤츄리미터와 유량측정노즐, 오리피스는 최대유속과 최소유속의 비율이 4 : 1이여야 하며 피토우관은 3 : 1 자기식 유량측정기는 10 : 1 이다.
정확도는 유량측정기기로 측정 한 것은 실제 적으로 ± (0.3 ∼ 3) % 정도의 차이를 갖는다. 정밀도의 경우(최대유량일 때) ± (0.5 ∼ 1) %의 차이를 보이는 것으로 보아 거의 정확하다고 볼 수 있다(표 3).

표 3. 유량계에 따른 정밀/정확도 및 최대유속과 최소유속의 비율

유량계
범위
(최대유량: 최소유량)
정확도,
(실제유량에 대한, %)
정밀도
(최대유량에 대한, %)
벤튜리미터 (venturi meter)
4 : 1
± 1
± 0.5
유량측정용 노즐 (nozzle)
4 : 1
± 0.3
± 0.5
오리피스 (orifice)
4 : 1
± 1
± 1
피토우 (pitot)관
3 : 1
± 3
± 1
자기식 유량측정기
(magnetic flow meter)
10 : 1
± 1 ∼ 2
± 0.5

4.0 유량계 종류 및 특성
4.1 벤튜리미터(venturi meter) 특성 및 구조
벤튜리미터 (venturi meter)는 긴 관의 일부로써 단면이 작은 목 (throat)부분과 점점 축소, 점점 확대되는 단면을 가진 관으로 축소부분에서 정력학적 수두의 일부는 속도수두로 변하게 되어 관의 목 (throat)부분의 정력학적 수두보다 적게 된다. 이러한 수두의 차에 의해 직접적으로 유량을 계산할 수 있다(그림1).
그림 1. 벤튜리미터

4.2 유량측정용 노즐 (nozzle) 특성 및 구조

유량측정용 노즐은 수두와 설치비용 이외에도 벤튜리미터와 오리피스 간의 특성을 고려하여 만든 유량측정용 기구로서 측정원리의 기본은 정수압이 유속으로 변화하는 원리를 이용한 것이다.
그러므로 벤튜리미터의 유량 공식을 노즐에도 이용할 수 있다(그림 2).
그림 2. 유량측정용 노즐

4.3 오리피스 (orifice) 특성 및 구조
오리피스는 설치에 비용이 적게 들고 비교적 유량측정이 정확하여 얇은 판 오리피스가 널리 이용되고 있으며 흐름의 수로 내에 설치한다. 오리피스를 사용하는 방법은 노즐(nozzle)과 벤튜리미터와 같다.
오리피스의 장점은 단면이 축소되는 목 (throat)부분을 조절함으로써 유량이 조절된다는 점이며, 단점은 오리피스 (orifice) 단면에서 커다란 수두손실이 일어난다는 점이다(그림 3).

그림 3. 오리피스
4.4 피토우 (pitot)관 특성 및 구조
피토우관의 유속은 마노미터에 나타나는 수두 차에 의하여 계산한다. 왼쪽의 관은 정수압을 측정하고 오른쪽관은 유속이 0인 상태인 정체압력 (stagnation pressure)을 측정한다.
피토우관으로 측정할 때는 반드시 일직선상의 관에서 이루어져야 하며, 관의 설치장소는 엘보우 (elbow), 티 (tee)등 관이 변화하는 지점으로부터 최소한 관 지름의 15배 ∼ 50배 정도 떨어진 지점이어야 한다(그림 4).

그림 4. 피토우 (Pitot) 관

4.5 자기식 유량측정기 (magnetic flow meter) 특성 및 구조
측정원리는 패러데이 (faraday)의 법칙을 이용하여 자장의 직각에서 전도체를 이동시킬 때 유발되는 전압은 전도체의 속도에 비례한다는 원리를 이용한 것으로 이 경우 전도체는 폐․하수가 되며, 전도체의 속도는 유속이 된다. 이때 발생된 전압은 유량계 전극을 통하여 조절변류기로 전달된다.
이 측정기는 전압이 활성도, 탁도, 점성, 온도의 영향을 받지 않고 다만 유체(폐․하수)의 유속에 의하여 결정되며 수두손실이 적다(그림 5).

그림 5. 자기식 유량측정기

5.0 결과보고
5.1 벤튜리미터, 유량측정 노즐, 오리피스 측정공식
벤튜리미터, 유량측정 노즐, 오리피스는 측정원리가 같으므로 공통된 공식을 적용한다.

Q = (식 2)
여기서, Q : 유량 (cm3/s)
C : 유량계수
A : 목 (throat)부분의 단면적 (cm2) [ =]
H : H1 - H2 (수두차 : cm)
H1 : 유입부 관 중심부에서의 수두 (cm)
H2 : 목 (throat)부의 수두(cm)
g : 중력가속도 (980 cm/s2)
d1 : 유입부의 직경 (cm)
d2 : 목 (throat)부 직경 (cm)

5.2 피토우 (pitot)관 측정공식

Q = C․A․V (식 3)
여기서, Q : 유량 (cm3/s)
C : 유량계수
A : 관의 유수단면적 (cm2) [ =]
V : (cm/s)
H : HS – HO (수두차 : cm)
g : 중력가속도 (980 cm/s2)
HS : 정체압력 수두 (cm)
HO : 정수압 수두 (cm)
D : 관의 직경 (cm)

5.3 자기식 유량측정기 (magnetic flow meter) 측정공식
연속 방정식을 이용하여 유량을 측정한다.

Q = C․A․V (식 4)
여기서, C : 유량계수
V : 유속 [=106] (m/s)
A : 관의 유수단면적 (m2)
E : 기전력
B : 자속밀도 (GAUSS)
D : 관경 (m)

6.0 유량의 측정조건 및 측정값의 정리와 표시
6.1 폐하수의 유량조사에 있어서는 배출시설(공장, 사업장 등)의 조업기간 중에 있어서 가능한 한 처리량, 운전시간, 설비가동상태에 이상이 없는 날을 택하여 조사한다. 1일 조업시간을 1단위로 한다.
6.2 조사당일은 그날의 조업개시 시간부터 원칙적으로 10분 또는 15분마다 반드시 일정간격으로 폐하수량을 측정하며, 당일의 조업이 끝나고 다음날 (翌日)조업이 시작될 때까지, 혹은 당일의 조업이 끝나고 다음 조업이 시작될 때까지 폐하수가 흐르는 경우에는 폐하수의 방류가 종료될 때까지 측정을 계속한다.
다만, 유량에 변화가 없을 경우에는, 상기의 시간간격을 적의 연장하여도 무방하다.
6.3 한 조사단위에 있어서 동일 간격으로 측정한 유량 측정값은 다음 3개항에 해당 배수량을 나타낸다.
6.3.1 그래프에 조업시간과 유량과의 관계를 표시한다.
6.3.2 측정값의 산술평균값을 계산하여 평균유량으로 한다.
6.3.3 측정값의 최대값을 가지고 최대유량 측정값으로 한다.
6.4 측정을 계속하는 중에 배출시설(공장, 사업장 등)의 조업상태가 나쁘거나 다른 이상이 있거나 폐하수의 유량에 유의한 변화가 있어 측정값에 영향이 있을 경우에는 재측정을 한다.

7.0 참고자료
7.1 George Tchobanoglous, Franklin Burton, "Wastewater Engineering", (1991).
7.2 US EPA SESDPROC-109-R2, "wastewater flow measurement", EPA, (2008).
7.3 US EPA 305-X-04-001, "NPDES Compliance Inspection Manual, Chapter 6-flow measurement", EPA, (2004).

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