환경공학 핵심개념 노트: 기초부터 계산까지
물질수지부터 확산까지, 계산으로 익히는 환경공학 기초 (농도와 유량, 수처리 공정 계산, 대기오염의 확산과 농도)
지식이야기
2026년 02월 01일 출간
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작품소개
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환경공학 핵심개념 노트: 기초부터 계산까지는 환경공학을 처음 배우는 독자가 계산 중심의 사고방식을 빠르게 익히도록 돕는 기초 안내서다. 환경문제를 다룰 때 자주 쓰는 농도, 유량, 부하, 물질수지, 반응, 확산 같은 요소를 “어떤 순서로 정리하고 어떤 형태의 식으로 연결하는지”에 초점을 맞춰 설명한다.
이 책은 공정을 깊게 파고드는 고급 응용이나 현장 경험담 대신, 반복해서 등장하는 표준적인 계산 틀과 그 틀을 적용할 때 필요한 가정, 단위 일관성, 입력값 점검 같은 기본 원칙을 중심으로 구성했다. 따라서 독자는 개별 주제를 외우기보다, 문제를 만나면 조건을 정리하고 식을 세우고 계산 결과를 해석하는 흐름을 안정적으로 만들 수 있다.
각 장은 하나의 계산 주제에 집중하며, 혼합과 희석, 정상상태와 비정상상태, 단순 반응식, 처리효율 산정, 배출부하 계산, 확산 모델의 기본 형태처럼 환경공학 전반에서 공통으로 쓰이는 기초 도구들을 단계적으로 다룬다. 또한 계산에서 자주 발생하는 단위 혼동, 평균의 사용 오류, 경계조건 누락 같은 실수를 줄이기 위해, 개념과 식의 연결 고리를 끊지 않는 방식으로 내용을 전개한다.
결과적으로 이 책은 환경공학의 다양한 영역을 관통하는 계산 언어를 정리해, 독자가 기초 문제를 스스로 풀어낼 수 있는 최소한의 기반을 제공한다. 처음 배우는 사람에게는 부담을 낮춘 길잡이가 되고, 다시 정리하고 싶은 사람에게는 빠르게 핵심을 확인하는 참고서가 되도록 설계했다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
이 책은 공정을 깊게 파고드는 고급 응용이나 현장 경험담 대신, 반복해서 등장하는 표준적인 계산 틀과 그 틀을 적용할 때 필요한 가정, 단위 일관성, 입력값 점검 같은 기본 원칙을 중심으로 구성했다. 따라서 독자는 개별 주제를 외우기보다, 문제를 만나면 조건을 정리하고 식을 세우고 계산 결과를 해석하는 흐름을 안정적으로 만들 수 있다.
각 장은 하나의 계산 주제에 집중하며, 혼합과 희석, 정상상태와 비정상상태, 단순 반응식, 처리효율 산정, 배출부하 계산, 확산 모델의 기본 형태처럼 환경공학 전반에서 공통으로 쓰이는 기초 도구들을 단계적으로 다룬다. 또한 계산에서 자주 발생하는 단위 혼동, 평균의 사용 오류, 경계조건 누락 같은 실수를 줄이기 위해, 개념과 식의 연결 고리를 끊지 않는 방식으로 내용을 전개한다.
결과적으로 이 책은 환경공학의 다양한 영역을 관통하는 계산 언어를 정리해, 독자가 기초 문제를 스스로 풀어낼 수 있는 최소한의 기반을 제공한다. 처음 배우는 사람에게는 부담을 낮춘 길잡이가 되고, 다시 정리하고 싶은 사람에게는 빠르게 핵심을 확인하는 참고서가 되도록 설계했다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
챕터 1 환경공학에서 다루는 계량과 판단의 기준
환경질의 정의와 관리대상
시스템 경계와 물질수지 관점
환경기준과 규제의 역할
자료의 형태와 불확실성
기본 가정과 근사 사용 원칙
공학적 의사결정의 최소 구성요소
챕터 2 농도와 유량을 다루는 계산 구조
혼합과 희석의 수식화
농도 단위 변환의 규칙
유량, 부하량, 질량유량의 관계
시간평균과 이동평균 처리
연속식과 배치식 계산의 차이
다지점 유입 유출의 정리
오차 전파와 유효숫자 적용
챕터 3 물질수지로 푸는 환경공학 문제
일반 물질수지 방정식 세우기
축적항의 의미와 해석
정상상태 조건의 적용
반응항 포함 수지의 기본형
여러 성분을 가진 혼합물 수지
연속반응조에서의 수지 작성
단계별 공정 연결 시 수지
챕터 4 반응과 속도식의 기초 적용
반응차수와 속도상수의 해석
0차 1차 반응의 시간해
반감기와 특성시간 개념
온도와 속도상수의 관계
수중 산화·환원의 단순 모델
평형과 속도의 구분 적용
반응이 포함된 수지 문제 풀이 틀
챕터 5 수처리 공정 계산의 기본 틀
침전의 제거율과 체류시간
여과의 손실수두와 운전변수
응집·혼화의 설계 변수 관계
소독의 CT 개념과 계산
활성탄 흡착의 단순 등온식 적용
생물학적 처리의 부하와 효율 계산
슬러지 발생량의 기초 산정
챕터 6 대기오염의 확산과 농도 계산
배출원과 수용체 개념 정리
확산의 물리적 의미와 가정
가우시안 플룸의 기본 형태
풍속과 안정도의 영향 반영
지상농도와 최대농도 위치 계산
면적원과 선형원 단순화
단위와 좌표계 적용 실수 방지
챕터 7 폐수와 대기 배출의 부하 산정
배출계수와 측정값의 구분
시간가변 배출의 적분 계산
피크 부하와 평균 부하의 해석
유량 변화가 큰 경우의 정리 방법
여러 오염물질 동시 산정 방식
처리 전후 부하 비교 계산
단위 일관성 점검 절차
챕터 8 폐기물의 분류와 처리량 계산
발생량 추정의 기본 구조
수거율과 처리율의 관계
밀도와 함수율을 포함한 환산
부피기준과 질량기준의 변환
매립 용량과 수명 산정
소각의 발열량과 보조연료 계산
재활용 흐름의 물질수지 적용
챕터 9 토양·지하수의 이동을 단순 모델로 계산
다공성 매질의 기본 물성 적용
분배계수와 지연계수 계산
침투와 유출의 단순 수지
대류·분산의 1차원 해석 틀
감쇠와 분해를 포함한 농도 변화
경계조건에 따른 결과 해석
단위환산과 입력값 점검
챕터 10 모니터링 자료를 계산에 연결하는 방법
샘플링 설계의 최소 원칙
검출한계와 불검출값 처리
기본 통계량 계산과 해석
상관과 회귀의 기초 적용
부하 추정에서의 자료 결합
그래프 해석에서 흔한 오류
보고용 수치 정리의 규칙
환경질의 정의와 관리대상
시스템 경계와 물질수지 관점
환경기준과 규제의 역할
자료의 형태와 불확실성
기본 가정과 근사 사용 원칙
공학적 의사결정의 최소 구성요소
챕터 2 농도와 유량을 다루는 계산 구조
혼합과 희석의 수식화
농도 단위 변환의 규칙
유량, 부하량, 질량유량의 관계
시간평균과 이동평균 처리
연속식과 배치식 계산의 차이
다지점 유입 유출의 정리
오차 전파와 유효숫자 적용
챕터 3 물질수지로 푸는 환경공학 문제
일반 물질수지 방정식 세우기
축적항의 의미와 해석
정상상태 조건의 적용
반응항 포함 수지의 기본형
여러 성분을 가진 혼합물 수지
연속반응조에서의 수지 작성
단계별 공정 연결 시 수지
챕터 4 반응과 속도식의 기초 적용
반응차수와 속도상수의 해석
0차 1차 반응의 시간해
반감기와 특성시간 개념
온도와 속도상수의 관계
수중 산화·환원의 단순 모델
평형과 속도의 구분 적용
반응이 포함된 수지 문제 풀이 틀
챕터 5 수처리 공정 계산의 기본 틀
침전의 제거율과 체류시간
여과의 손실수두와 운전변수
응집·혼화의 설계 변수 관계
소독의 CT 개념과 계산
활성탄 흡착의 단순 등온식 적용
생물학적 처리의 부하와 효율 계산
슬러지 발생량의 기초 산정
챕터 6 대기오염의 확산과 농도 계산
배출원과 수용체 개념 정리
확산의 물리적 의미와 가정
가우시안 플룸의 기본 형태
풍속과 안정도의 영향 반영
지상농도와 최대농도 위치 계산
면적원과 선형원 단순화
단위와 좌표계 적용 실수 방지
챕터 7 폐수와 대기 배출의 부하 산정
배출계수와 측정값의 구분
시간가변 배출의 적분 계산
피크 부하와 평균 부하의 해석
유량 변화가 큰 경우의 정리 방법
여러 오염물질 동시 산정 방식
처리 전후 부하 비교 계산
단위 일관성 점검 절차
챕터 8 폐기물의 분류와 처리량 계산
발생량 추정의 기본 구조
수거율과 처리율의 관계
밀도와 함수율을 포함한 환산
부피기준과 질량기준의 변환
매립 용량과 수명 산정
소각의 발열량과 보조연료 계산
재활용 흐름의 물질수지 적용
챕터 9 토양·지하수의 이동을 단순 모델로 계산
다공성 매질의 기본 물성 적용
분배계수와 지연계수 계산
침투와 유출의 단순 수지
대류·분산의 1차원 해석 틀
감쇠와 분해를 포함한 농도 변화
경계조건에 따른 결과 해석
단위환산과 입력값 점검
챕터 10 모니터링 자료를 계산에 연결하는 방법
샘플링 설계의 최소 원칙
검출한계와 불검출값 처리
기본 통계량 계산과 해석
상관과 회귀의 기초 적용
부하 추정에서의 자료 결합
그래프 해석에서 흔한 오류
보고용 수치 정리의 규칙
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저자(글) 지식이야기 공학지식팀
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