수질 오염 조사 및 정화 실험 방법 설계

수질 오염은 생활 폐수, 농업용 비료, 산업 폐기물 등 다양한 오염원이 물속에 유입되면서 수생 생태계와 인간 건강에 악영향을 미치는 환경 문제입니다. 본 실험에서는 생활 주변의 수질을 간단히 조사하고, 간이 정화 과정을 통해 물의 상태를 개선할 수 있는 방법을 직접 체험합니다.

실험 목표

오염된 물에서 수질 오염 지표를 간단히 측정하고, 여과와 흡착 등의 방법으로 오염 물질을 정화하여 수질 개선 효과를 확인한다.

실험 준비물

• 오염된 물 샘플 (빗물, 하천물, 흙탕물, 생활하수 모사물 등)
• 수질 테스트 키트 (또는 pH 시험지, 탁도계, 간이 COD 측정지 등)
• 정화 재료:
  • 활성탄
  • 모래
  • 자갈
  • 여과지(거름종이)
  • 솜 또는 필터면
• 투명 플라스틱 병 또는 페트병 (정화 장치 제작용)
• 비커, 깔때기, 스푼, 장갑, 실험복

실험 1: 수질 오염 조사

1. 물 샘플 채취

생활 주변의 다양한 수원에서 물을 채취합니다. 예: 하천물, 고인 물, 수돗물, 흙탕물 등

2. 수질 항목 측정

• pH 시험지로 산성/염기성 확인
• 탁도 관찰 (눈으로 비교하거나 탁도계 활용)
• 색, 냄새, 침전물 여부 육안 관찰
• (선택) 간이 COD(화학적 산소 요구량) 측정 키트 사용

실험 2: 간이 정수 장치 제작 및 정화 실험

1. 정화 장치 만들기

1. 페트병을 절단하여 깔때기 형태로 만듭니다 (입구가 아래로 향하게).
2. 병 입구에 솜을 깔고, 그 위에 활성탄, 모래, 자갈 순으로 층을 만듭니다.
3. 여과 순서: 자갈 → 모래 → 활성탄 → 솜

2. 여과 실험

1. 오염된 물을 천천히 정화 장치 위에 부어 여과시킵니다.
2. 정화된 물은 비커에 받아 비교 관찰합니다.
3. 여과 전과 후의 색, 탁도, 냄새 등을 비교하고 pH도 다시 측정합니다.

예상 결과 정리

항목	정화 전	정화 후	변화
색	갈색/흙색	투명 또는 연한 회색	불순물 제거
탁도	탁함	맑아짐	입자 여과됨
pH	5.5~6.0	6.5~7.5	중성화 경향
냄새	약한 악취	감소 또는 제거	흡착 효과

실험 확장 아이디어

• 정화 재료(모래, 활성탄, 식초 등)의 조합 비교
• 정화 속도 vs 정화 효율 분석
• 자연식물(수초 등)을 활용한 생물학적 정화 실험 설계
• 생활하수 재현(비누물 등) 후 생분해성 물질로 정화 가능성 탐구

주의사항

• 야외 물을 사용할 경우, 반드시 장갑을 착용하고 손을 씻습니다.
• 정화된 물은 실험 관찰용으로만 사용하고 절대 마시지 않습니다.
• 활성탄 등 여과재는 재사용 전 반드시 세척하거나 교체합니다.

결론

수질 오염 실험을 통해 주변 물의 상태를 측정하고, 간단한 물리적 정화 방법으로 수질을 개선할 수 있음을 확인할 수 있었습니다. 정화 전후의 색, 탁도, pH 등의 변화를 비교함으로써 정화 원리(여과, 흡착, 침전 등)를 실생활에 적용해볼 수 있습니다.

이 실험은 환경 오염과 수질 관리의 중요성을 체험으로 학습할 수 있는 활동이며, 과학적 사고력은 물론 환경에 대한 책임감을 키우는 데에도 효과적인 교육 자료가 됩니다.