수질 오염 분석을 위한 pH 및 전도도 측정 실험

목차

깨끗한 수질은 인간과 생태계의 건강을 유지하는 데 필수적인 요소입니다. 하지만 산업화, 도시화, 농업 활동 등으로 인해 수질 오염 문제가 심각하게 대두되고 있으며, 이에 따라 정밀한 수질 분석이 중요해지고 있습니다.

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pH와 전도도의 의미

▶ pH란?

✅ pH는 수소이온농도 지수를 나타내며, 수용액의 산성 또는 염기성 정도를 측정하는 척도입니다.

• pH 7: 중성 (예: 순수한 물)
• pH < 7: 산성 (예: 산성비, 폐수)
• pH > 7: 염기성 (예: 세제, 염기성 폐수)

pH는 수질에 존재하는 산, 염기, 금속 이온의 양과 성질을 반영하므로, 오염물질의 유입 여부를 판단할 수 있는 중요한 지표입니다.

 

▶ 전도도란?

✅ 전도도는 물속에 녹아 있는 이온의 총량(전해질 농도)을 나타냅니다.

• 전도도가 높을수록 이온(염분, 금속 등)이 많이 포함된 상태
• 낮을수록 순수한 물에 가까움

💡 전도도는 농업용수, 산업용수, 음용수 기준 설정에도 활용됩니다.

 

실험 목적 및 중요성

✅ 수질의 화학적 특성 진단: 산성화, 염기화, 무기물 농도 등
✅ 오염원 추적: 공장 폐수, 생활하수, 농약 유입 등 확인
✅ 수질 기준 준수 여부 판단: pH 5.8~8.5, EC 0~1,500 μS/cm(용도별 상이)
✅ 정수/하수처리 효과 평가: 처리 전후 수질 변화 모니터링

 

pH 및 전도도 측정 실험 방법

1) 실험 준비물

• pH 측정기 (pH meter)
• 전도도 측정기 (EC meter 또는 멀티 파라미터 측정기)
• pH 표준용액 (4.01, 7.00, 10.01)
• 전도도 표준용액 (1413 μS/cm 등)
• 시료(하천수, 우물물, 폐수 등)
• 비커, 장갑, 증류수, 티슈

2) pH 측정 절차

1. pH 측정기 전원 ON 및 전극 세척
2. pH 표준용액으로 보정(캘리브레이션)
3. 시료를 비커에 담고 전극 삽입
4. 수치 안정 시 디지털 수치 기록
5. 실험 후 전극을 증류수로 세척

3) 전도도 측정 절차

1. 전도도 측정기 전원 ON 및 보정
2. 전극을 시료에 담그고 30초 대기
3. 표시된 전도도 수치(μS/cm 또는 mS/cm) 기록

 

결과 해석 방법

▶ pH 수치 해석

pH 범위	수질 해석
4.0 이하	강산성 폐수, 산성비 영향 가능
5.5~6.5	약산성, 일부 식수 가능 범위 벗어남
6.5~8.5	정상 범위, 적정 음용 및 농업수질
9.0 이상	알칼리성 폐수, 화학약품 유입 가능성

 

▶ 전도도 수치 해석

EC(μS/cm)	수질 해석
0~200	매우 깨끗한 물 (순수 또는 정제수 수준)
200~800	일반 지하수 또는 정수된 수돗물 수준
800~1500	농업용수 허용 범위 (용도별 변동)
1500 이상	오염 가능성 높음, 폐수 의심

 

활용 사례 및 실제 응용

▶ 사례 1: 하천 수질 평가

• 정기적으로 pH 및 전도도 측정 → 비정상적 변동 발생 시 오염원 조사 실시

▶ 사례 2: 정수 처리장 성능 검증

• 처리 전·후 pH와 EC 변화 비교 → 처리 효율 판단

▶ 사례 3: 농업용수 안전성 확인

• 전도도 과다 시 토양 염류 장애 발생 → 사용 제한

▶ 사례 4: 학교 및 환경 교육 실험

• 체험형 환경 수업으로 활용 가능

 

주의사항 및 팁

✅ 측정기기는 주기적인 보정이 필수 (정확도 확보)
✅ 전극 세척 후 마른 티슈로 가볍게 닦아내야 전극 수명 연장
✅ 실험 중 수치가 급변하거나 불안정할 경우, 시료 오염 또는 기기 오류 점검 필요
✅ 다양한 장소, 다양한 시점에서 반복 측정 시 데이터의 신뢰도 향상

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수질 오염 분석의 기초, pH와 전도도

pH와 전도도 측정은 가장 기본이면서도 효과적인 수질 오염 진단 도구입니다. 정기적인 측정과 데이터 분석을 통해 환경오염을 조기에 감지하고, 효과적인 수질 관리 정책을 수립할 수 있습니다.

📌 핵심 요약
✅ pH는 수질의 산·염기 성질을, 전도도는 이온 농도를 판단하는 핵심 지표
✅ 간단한 장비로도 정확한 수질 평가 가능
✅ 환경 교육, 하천 모니터링, 산업 현장 등 다양한 분야에 활용 가능

지속 가능한 수자원 관리를 위해, 지금 바로 pH 및 전도도 측정 실험을 정기적으로 수행해보세요! 💧🔬