◎ 미리생각해보기

좋은 물의 조건은 무엇일까요?

① 병원균 등 인체에 해로운 요소가 없어야 합니다.

② 일 년 내내 일정한 온도를 유지하며, 냄새가 나지 않아야 합니다.

③ 탄산가스나 산소 외에도 철분, 칼슘 등의 광물질이 포함되어 있어 각각의 성분에 따라 독특한 맛을 지니는 물입니다.

④ 녹아 있는 성분 등의 약리 작용을 통해 질병을 치료하는 효과나 건강을 증진시키는 효과가 있다면 더욱 좋은 물입니다.

※ 아무리 위의 조건을 갖추었다 하더라도 수돗물을 제외한 물은 별도의 소독과정을 거치지 않았으므로 음용시 충분한주의를 기울여야 합니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

이번 실험에 필요한 재료들을 확인해주세요.

실험 전 실험보고서를 꼭 읽어주세요.

실험에 사용하는 도구(스포이트, 하드스틱)는 한 시료에 한 개씩 사용하여 서로 섞이지 않도록 합니다.

수질검사 시료 준비는 다음과 같습니다.
수돗물(100ml / 포도당 + 수돗물 100ml / 세제물 + 수돗물 100ml)
수업환경에 맞게 시료를 구성하셔도 됩니다. (흙탕물, 연못물 등)

1. 나만의 수질검사 키트를 만듭니다. (주의! 수산화나트륨이 담긴 병에 물을 가득 넣어 녹여 준 뒤, 투약병(20ml)에 나눠줍니다.) (주의! 20ml 투약병(수산화나트륨 수용액)과 갈색병(과망간산칼륨용액)에 라벨을 붙여주고 도안과 함께 지퍼백에 넣습니다.	2. 종이컵에 수질 검사할 시료의 명칭을 적고, 시료를 넣습니다. (주의! 수질검사 시료 준비는 [실험 전 반드시 확인하기] 참고하세요.)

◎ 실험방법

3. 라벨에 시료의 명칭을 적어 투명컵에 붙여주고, 해당 시료를 약 20mL씩 넣어줍니다.	4. 각 투명컵에 수산화나트륨수용액을 약 2mL[25~30방울씩] 넣어주고, 잘 섞이도록 저어줍니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 각 투명컵에 과망간산칼륨용액을 주사기로 1mL씩 넣고 잘 섞어준 뒤, 색깔변화를 확인합니다. (주의! 정확한 결과는 약 2분 후에 얻을 수 있으며, 약 5분이 경과하면 오차가 발생합니다.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

검사항목 시료	수돗물	세제물	포도당	흙탕물
색깔 · 투명도	투명합니다.	세제색이 푸른빛을 띱니다.	투명합니다.	뿌옇습니다.
냄 새	소독약 냄새	세제 냄새	없음	흙냄새
과망간산칼륨용액	보라색	초록색	노란색	검은 빛을 띠는 보라

1. 실험결과를 다음 표에 정리해 보세요.

2. 수산화나트륨을 넣는 이유는 무엇일까요?

⇒ 시료 속에 잔류하고 있는 염소이온을 고정시키기 위해서입니다.

3. 과망간산칼륨용액을 넣으면 왜 색깔이 점점 옅어지는 것일까요?

⇒ 시료 속에 있는 유기물을 환원시키면서 그 만큼의 과망간산칼륨이 소비되어 옅어집니다.

◎ 원리이해

1. 수질오염

⇒ 하천, 호수, 바다 등의 자연수역에 문명사회로부터 배출된 오염물질이 섞여 생물체들이 살아가기 힘들게 된 상태를 말합니다.

2. 수질오염원인

① 유기물질

⇒ 유기물질(탄소 원자를 갖는 화합물을 통틀어 칭함)은 미생물에 의해 분해되어 물속의 산소를 소모시키고, 산소가 없어지면 메탄, 황화수소 등의 냄새가 나는 가스를 배출하기도 합니다. 가정에서 버려지는 음식 찌꺼기, 분뇨, 쓰레기와 축사에서 흘러나오는 폐수가 그 대표적인 예입니다.

② 합성 세제

⇒ 합성 세제는 물에 녹은 상태에서 미생물에 의한 분해가 어렵고, 물 위에 거품이 생기게 되므로 산소가 물속으로 녹아 들어갈 수 없게 될 뿐 아니라 햇빛을 차단시켜 플랑크톤의 정상적인 번식을 방해하는 등 물을 오염시키기도 합니다. 또 여기에 세척력을 높이기 위하여 넣는 '인' 은 인산염이 되어 부영양화 현상을 일으켜 물을 썩게 합니다.

③ 중금속

⇒ 중금속 가운데 독성이 강한 것으로는 카드뮴, 수은, 크롬, 구리, 납, 니켈, 아연, 비소 등을 들 수 있습니다. 이렇게 해로운 중금속은 공장폐수, 산업 폐기물, 쓰레기 매립장 등에서 하천으로 흘러 들어옵니다.

④ 유독물질

⇒ 사람이나 가축에 대해 독성이 심하여 아주 적은 양으로도 해를 끼칠 수 있습니다. 이런 화학 물질이 유출되면 물을 오염시키고 오염된 물을 사람이 마시게 되면 건강에 치명적인 피해를 줄 수도 있습니다.

⑤ 기름유출

⇒ 1cc의 기름은 약 1,000㎡의 유막을 형성시킵니다. 유막이 형성되면 빛의 투과율을 감소시켜 물속에 녹아 있는 산소의 양을 감소시키고, 어패류의 호흡에 지장을 주며, 기름 냄새가 어패류의 상품 가치를 떨어뜨립니다.

3. 수질오염의 지표

① DO(용존 산소)

⇒ 물속에 녹아 있는 산소의 양입니다. 하천 상류의 깨끗한 물에는 거의 포화에 가까울 정도로 산소가 들어 있습니다. 그러나 가정에서 버린 물, 공장에서 버린 물, 기타 썩을 수 있는 물질로 오염된 물에는 산소의 양이 점점 줄어들며, 산소가 없으면 썩게 됩니다. 따라서 물의 농도를 나타내는 DO 값이 크면 좋은 물이라고 할 수 있습니다.

② BOD(생물 화학적 산소 요구량)

⇒ 물속에서 유기 물질을 분해시키는데 쓰이는 물속에 녹아있는 산소의 양을 mg/l 또는 ppm 단위로 나타낸 것입니다. BOD가 높다는 것은 그 물속에 유기물이 많음을 의미하므로 수질이 나쁘다는 것을 뜻합니다. 오염물질을 분해시키기 위해 사용되는 산소량이 물속에 녹아 있는 산소량보다 많으면, 산소가 부족해져 수중생물이 죽게 됩니다.

③ COD(화학적 산소 요구량)

⇒ 유기 물질이 들어 있는 물에 과망간산칼륨이나 중크롬산칼륨 등의 수용액을 산화제로 넣으면 유기 물질이 산화됩니다. 이때 쓰인 산화제의 양에 상당하는 산소의 양을 mg/l또는 ppm으로 나타낸 것을 COD값이라고 합니다. COD값이 적을수록 오염 물질이 적게 들어 있어 수질이 좋고, COD값이 클수록 오염 물질이 많이 들어 있어 수질이 나쁨을 의미합니다.

등급	이용목적	특징	지표생물
1급수	상수원수 1급수	가장 맑고 깨끗함 물로 냄새가 나지 않으며, 그냥 마실 수 있음	버들치, 버들개, 가재, 어름치, 갈겨니, 열목어, 금강모치, 산골플라나리아, 강도래, 하루살이류
2급수	상수원수 2급수 수영용수	맑고 냄새가 나지 않는 물로 마시지는 못하고 수영이나 목욕을 할 수 있음	피라미, 쏘가리, 은어, 다슬기, 날도래유충, 장구애비, 잠자리유충, 소금쟁이, 물장군
3급수	상수원수 3급 공업용수 1급	황갈색의 탁한 물이며 바닥에 모래와 자갈이 깔려 있음	붕어, 잉어, 매기, 우렁이, 뱀장어, 미꾸라지, 거머리, 달팽이, 조개류, 장구애비, 잠자리유충. 소금쟁이, 물장군
4급수	공업용수 2급 농업용수	심하게 오염된 물이며 물고기가 살 수없음	실지렁이, 나방애벌레, 깔따구, 피벌레, 거머리
5급수	공업용수 3급	심하게 오염된 물	실지렁이, 나방애벌래, 깔따구, 피벌레

④ 하천 수질 등급표

4. 수질 오염의 사례

① 낙동강 오염

⇒ 낙동강은 1991년부터 1994년까지 몇 차례의 수질 오염을 겪어야 했으며, 1991년에만 세 차례나 발생했습니다. 3월 구미 공단 내에 있는 두산전자의 페놀 저장 탱크에서 원액 30톤이 유출되어 낙동강에 유입된 것이 첫 번째였으며, 두 번째는 페놀 원액의 공급 라인을 담당하는 배관의 이음새가 고장이 나서 페놀

원액 1.3톤 가운데 회수한 1톤을 제외한 0.3톤이 낙동강으로 유입된 사례입니다. 이어 9월에는 황산 27톤을 싣고 대전으로 향하던 대형 유조선 트럭이 낙동강 상류 일대에서 추락하여 인근의 물고기가 떼죽음을 당했습니다.

낙동강의 불행은 여기서 그치지 않습니다. 1994년 1월에는 경상북도 논공면에서 악취가 발생했으며, 부산에서도 발암성 물질인 벤젠과 톨루엔 및 암모니아성 질소 등에 오염된 수돗물이 공급되어 사회적 문제로 대두되었습니다. 같은 12월에는 대구 성서 공단의 유류 배관이 파손되어 유류 유출로 강이 오염되기도 했습니다.

② 태안 기름 유출

⇒ 2007년 12월 충청남도 태안군 만리포 북서쪽에서 해사 크레인과 유조선이 충돌하는 사건이 발생했습니다. 이 사고로 원유 1만 2547킬로리터가 바다로 유출되었습니다. 태안 기름 유출 사건은 우리나라 해상에서 일어난 기름 유출 사고 가운데 가장 규모가 컸으며, 1995년 시프린스호 사건 때보다 2.5배나 많은 양의 기름이 유출되었습니다. 기름이 굳어져 만들어진 ‘타르 볼’이 멀리 제주도 해안까지 퍼질 정도였습니다.

학습목표

수질검사키트로 시료의 유기물을 검출해보고, 수질오염의 정의와 지표에 대해 알아봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

좋은 물의 조건은 무엇일까요?

◎ 미리생각해보기

수산화나트륨 수용액 1개, 과망간산칼륨용액 1개, 투약병 20ml 1개,

세제물, 포도당, 주사기 1ml 1개, 라벨 4칸, 투명컵 2개,

하드스틱 4개, 지퍼백 1매, 도안 1매, 종이컵, 스포이트, 플라스틱비이커

◎ 실험준비물

1. 실험결과를 다음 표에 정리해 보세요.

검사항목 시료	수돗물	세제물	포도당	흙탕물
색깔 · 투명도
냄 새
과망간산칼륨용액

◎ 실험결과 및 생각해보기

2. 수산화나트륨을 넣는 이유는 무엇일까요?

3. 과망간산칼륨용액을 넣으면 왜 색깔이 점점 옅어지는 것일까요?

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점