인식(recognition)은 유해요인이 존재하는 상태에서 이를 발견하고 목록화하는 활동으로, 사업장 특성·근로자의 작업특성·유해인자 특성에 근거하여 물리적·화학적·생물학적·인간공학적 유해인자를 조사하는 단계이다.

반면 정량적으로 유해인자의 양을 측정하기 위한 시료채취와 분석은 인식이 아니라 평가(evaluation) 단계에 해당하는 활동이므로, 이를 인식 단계의 설명으로 제시하는 것은 옳지 않다.

NIOSH 중량물 취급기준(들기작업 지침)은 완만하고 부드러운 속도로 두 손을 이용해 물체를 들어 올리는 대칭적 작업 상황을 전제로 하며, 급격하거나 빠른 속도(저크성 동작)로 드는 작업에는 이 기준을 적용할 수 없다.

온도가 적절한 작업환경, 물체를 잡을 때 불편함이 없는 형태, 두 손을 적당히 벌려 잡을 수 있는 폭(약 75cm 이하)의 물체 조건 등은 기준 적용을 위한 전형적인 전제조건에 해당한다.

인체측정치를 이용한 작업환경 설계에서는 조절식(가변형) 설계를 가장 먼저 고려한다. 사용자마다 신체치수가 다르므로 높이나 위치 등을 개인에 맞게 조절할 수 있도록 설계하는 것이 가장 많은 근로자에게 적합하기 때문이다.

조절식 설계가 불가능한 경우에 한해 극단치(최대치·최소치) 설계를, 그다음으로 평균치 설계를 고려하는 순서를 따른다.

작업대사율(RMR)로부터 계속작업 한계시간(CMT)을 구하는 관계식은 다음과 같다.

$\log(CMT) = 3.724 - 3.25\log(RMR)$

RMR이 10이므로 $\log(RMR)=1$이고, $\log(CMT) = 3.724 - 3.25 = 0.474$이므로 $CMT = 10^{0.474} \approx 3.0\text{분}$이 된다.

RMR이 커질수록 계속작업 한계시간은 급격히 짧아지며, RMR이 10 수준인 매우 격심한 작업에서는 3분 내외에 불과하다.

피로는 정도와 회복 여부에 따라 단계적으로 구분된다. 정상적인 피로는 휴식이나 수면으로 다음날이면 대부분 해소되지만, 과로는 축적된 피로가 다음날까지도 완전히 회복되지 않고 남아있는 상태를 말한다.

전신피로와 국소피로는 피로가 나타나는 신체 범위(전신 vs 특정 부위)에 따른 구분으로, 회복까지 걸리는 기간을 기준으로 한 분류가 아니다.

포름알데히드는 합판, 파티클보드 등 각종 접착제(요소수지 등)의 원료로 널리 쓰이며, 상온에서도 서서히 방출되어 피부와 눈, 호흡기 점막을 자극한다. 이 때문에 신축 건물이나 새 가구에서 나타나는 새집증후군의 대표적 원인물질로 지목된다.

라돈, 이산화질소, 오존도 실내공기 오염물질이지만 접착제의 원료로 사용되지는 않는다는 점에서 포름알데히드와 구분된다.

휴식 시 산소소비량은 성인 남성 기준 약 0.2~0.3L/min 수준이며, 격심한 운동을 할 때는 이보다 크게 증가한다. 산소공급이 충분한 조건에서 일반 성인 남성의 산소소비량은 대략 5L/min 안팎까지 늘어나는 것으로 알려져 있다.

따라서 휴식 시 약 0.25L/min이던 산소소비량은 운동 시 약 5.0L/min 수준까지 증가한다고 볼 수 있다.

산업안전보건법령상 건강진단기관은 건강진단을 실시한 날부터 30일 이내에 그 결과를 건강진단개인표에 기록하여 근로자 본인에게 송부하여야 한다.

고용노동부 사무실 공기관리 지침에서는 미세먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화질소, 폼알데하이드, 총부유세균 등 여러 오염물질에 대해 관리기준을 두고 있다.

반면 이산화황은 이 지침의 사무실 공기 오염물질 관리기준 항목에 포함되어 있지 않다.

지적환경을 평가하는 방법은 크게 생리적(physiological) 방법, 생화학적 방법, 정신적(심리학적) 방법, 생산적(작업능률적) 방법으로 구분된다.

이 중 '신체적(physical)' 방법은 지적환경 평가의 표준적인 분류 항목에 해당하지 않는다.

미국산업위생학술원(AAIH)의 윤리강령은 전문가로서의 책임, 근로자에 대한 책임, 기업주와 고객에 대한 책임, 그리고 일반대중(공중)에 대한 책임의 네 가지로 분류된다.

'정부와 공직사회에 대한 책임'은 이 네 가지 분류에 포함되지 않는 항목이다.

비타민 B1(티아민)의 결핍은 각기병(다발성 신경염, 부종 등)을 일으키는 것으로 알려져 있으며, 구루병은 비타민 D 결핍에 의한 질환이다. 따라서 비타민 B1과 구루병의 연결은 옳지 않다.

비타민 A 결핍에 의한 야맹증, 비타민 B2 결핍에 의한 구강염·구순염, 비타민 K 결핍에 의한 혈액응고 지연은 모두 올바른 연결이다.

석면해체·제거작업이 완료된 후의 석면농도측정에서는 바닥이나 설비에 침전된 분진이 실제로 공기 중에 떠 있는 상태를 만들어 확인해야 하므로, 송풍기 등을 이용해 침전된 분진을 인위적으로 비산시킨 상태에서 시료를 채취하도록 한다.

따라서 '비산이 되기 전 즉시 시료를 채취한다'는 설명은 이 절차와 맞지 않아 옳지 않다. 밀폐막 손상 여부 확인, 바닥의 습윤 여부 확인, 멤브레인(MCE) 여과지를 이용한 여과 채취는 실제 석면농도측정 방법에 해당한다.

강도율은 $\dfrac{\text{연간총근로손실일수}}{\text{연간총근로시간수}} \times 1000$으로 구하며, 근로시간 1,000시간당 발생한 근로손실일수를 나타내는 지표이다.

연간총재해자수를 연평균근로자수로 나누어 1,000을 곱하는 식은 근로자 1,000명당 재해자수를 나타내는 연천인율이며, 근로손실일수를 근로시간수로 나누어 1,000,000을 곱하는 형태는 강도율의 산정식이 아니다.

실동률(%)은 일반적으로 $85 - 5\times RMR$로 구하는 것으로 알려져 있으며, 이 식에서 '95'가 아니라 '85'가 기준값이다. 따라서 "95-5×RMR"이라는 설명은 옳지 않다.

작업대사율(RMR)은 작업대사량을 기초대사량으로 나눈 값으로, 열량소비량을 기준으로 작업강도를 나타내는 지표이지만 작업강도를 완전하게 표현하지는 못한다는 한계가 있다.

우리나라의 작업환경측정 정도관리제도는 1980년대가 아니라 1992년에 도입되었다. 따라서 이를 1989년과 연결한 것은 옳지 않다.

1958년 대한석탄공사 장성병원의 중앙실험실 설치, 1962년 가톨릭대학교 산업의학연구소 설립, 1990년 한국산업위생학회 창립은 모두 올바르게 연결된 항목이다.

규폐증(silicosis)은 공기 중 분진에 유리규산(결정형 이산화규소)이 함유되어 있을 때 이를 장기간 흡입하여 발생하는 대표적인 진폐증이다.

석면, 목재, 크롬 분진은 각각 석면폐증, 목재분진에 의한 알레르기성 질환, 크롬중독 등 서로 다른 건강장해와 관련되며 규폐증의 원인물질은 아니다.

두 손으로 물체를 들어 올리므로 한 손이 부담하는 하중은 $10\text{kg} \div 2 = 5\text{kg}(=5\text{kp})$이다.

작업강도(%MS)는 $\dfrac{\text{부하되는 힘}}{\text{근력}} \times 100$으로 구하므로, $\dfrac{5}{40}\times 100 = 12.5\%$가 된다.

산업안전보건법령상 작업환경측정은 개인시료채취 방법을 원칙적인 기본 방법으로 하며, 개인시료채취가 곤란한 경우에 한하여 지역시료채취 방법을 실시하도록 하고 있다.

Brief & Scala 보정방법에 따른 노출기준 보정계수(RF)는 $RF = \dfrac{8}{H} \times \dfrac{24-H}{16}$로 구한다(H는 1일 작업시간).

1일 12시간 작업이므로 $RF = \dfrac{8}{12}\times\dfrac{24-12}{16} = 0.667 \times 0.75 = 0.5$이며, 보정된 노출기준은 $350 \times 0.5 = 175\text{ppm}$이 된다.

소음계의 성능기준상 측정가능 주파수범위는 31.5Hz~8kHz 이상이어야 하고, 지시계기의 눈금오차는 0.5dB 이내, 자동차소음측정용 소음계의 측정가능 소음도 범위는 45~130dB 이상이어야 한다.

다만 일반적인 소음계의 측정가능 소음도 범위가 '10~150dB 이상'으로 규정되어 있지는 않으며, 이는 실제 성능기준과 맞지 않는 설명이다.

시료채취백은 가볍고 저렴하며 깨질 우려가 없고, 개인시료 채취와 연속적인 시료채취가 가능하다는 장점이 있다.

다만 채취한 시료가 백 내벽에 흡착되거나 시간이 지나면서 성분이 변질·확산될 수 있어 장시간 보관에는 적합하지 않다. 채취 후에는 가능한 한 신속하게 분석하는 것이 원칙이다.

소음의 주파수 성분별 크기를 분석하여 공학적인 저감대책을 세우기 위해서는 옥타브밴드분석 소음계를 사용한다. 이는 소음을 여러 주파수 대역으로 나누어 각 대역별 음압레벨을 측정할 수 있게 해준다.

보통소음계, 적분형 소음계, 누적소음폭로량 측정계는 전체 소음수준이나 누적노출량을 파악하는 데 사용될 뿐 주파수별 분석에는 적합하지 않다.

제시된 조문은 작업환경측정 및 정도관리 등에 관한 고시의 용어 정의로, “개인시료채취”란 개인시료채취기를 이용하여 가스·증기·분진·흄(fume)·미스트(mist) 등을 근로자의 호흡위치(㉠)에서 채취하는 것을 말한다는 내용이다.

여기서 말하는 호흡위치란 호흡기를 중심으로 반경 30cm인 반구를 뜻한다. 즉 근로자가 실제로 들이마시는 공기를 대표할 수 있도록, 코와 입 주변의 좁은 영역에 채취기를 부착해야 한다는 의미다.

반경을 10cm로 잡으면 채취기 부착 자체가 어렵고, 50cm나 100cm까지 넓히면 근로자가 실제 흡입하는 공기와 동떨어진 주변 공기를 재게 되므로 개인 노출을 대표하지 못한다. 그래서 30cm 반구라는 기준이 정해져 있으며, 실무에서는 옷깃(lapel) 부근에 채취기를 다는 것이 이 기준을 만족시키는 방법이다.

회화(ashing) 과정에서는 강한 산과 고온 조건이 사용되므로 일반 유리(연질유리)는 부식되거나 성분이 용출될 수 있어 적합하지 않으며, 백금·석영·테프론 재질의 용기를 사용해야 한다.

따라서 "실험용기에 의한 영향이 거의 없어 일반 유리제품을 사용한다"는 설명은 옳지 않다. 회화용액으로 염산·질산이 주로 쓰이고, 시료가 여러 성분을 포함할 경우 산을 혼합 사용하는 것은 맞는 설명이다.

서로 다른 소음수준에서의 노출을 합성할 때는 에너지 평균(로그 합) 방식으로 계산한다.

$L = 10\log\left[\dfrac{1}{3}\times10^{80/10} + \dfrac{2}{3}\times10^{70/10}\right]$을 계산하면 $10\log(4.0\times10^{7}) \approx 76\text{dB(A)}$가 된다.

혼합물의 허용농도는 각 성분의 혼합비율(fi)과 개별 TLV를 이용한 $TLV_{mix} = \dfrac{1}{\sum (f_i / TLV_i)}$로 구한다.

혼합비 1:2:1이므로 각 성분의 비율은 아세톤 0.25, 부틸아세테이트 0.5, 메틸에틸케톤 0.25이며, $\dfrac{1}{0.25/750 + 0.5/200 + 0.25/200} \approx 245\text{ppm}$이 된다.

임핀저(impinger)는 액체 흡수액에 공기를 통과시켜 가스·증기상 물질을 포집하는 장치로, 활성탄관이나 실리카겔로 흡착되지 않는 증기·가스·산이나 이소시아네이트류, 톨루엔 디아민 같은 물질의 채취에 활용된다.

반면 각종 금속류의 먼지와 같은 입자상 물질은 여과지를 이용한 여과 포집이 일반적이며 임핀저로 채취하는 대상이 아니다.

고용노동부 고시에 따라 검지관 방식으로 가스상 유해물질을 측정할 때에는 측정지점에서 1일 작업시간 동안 1시간 간격으로 6회 이상 측정하도록 하고 있다.

시료용액 중 포름알데히드의 총량은 $40\ \mu g/mL \times 20mL = 800\ \mu g = 0.8mg$이다.

공기 중 농도(중량 기준)는 $\dfrac{0.8mg}{0.4m^3} = 2\ mg/m^3$이며, 이를 ppm으로 환산하면(25℃, 1기압에서 몰부피 24.45L/mol, 분자량 30g/mol) $2 \times \dfrac{24.45}{30} \approx 1.6\ ppm$이 된다.

여과지에 의한 입자상 물질의 채취 원리로는 직접차단(Direct interception), 관성충돌(Inertial impaction), 확산(Diffusion), 그리고 중력침강, 정전기적 인력 등이 있다.

흡착(Adsorption)은 활성탄과 같은 고체 흡착제가 가스·증기를 포집하는 원리이며, 입자상 물질의 여과 채취 원리에는 해당하지 않는다.

여러 요인에 의한 오차가 서로 독립적일 때 누적오차는 각 오차의 제곱합의 제곱근으로 구한다.

$\sqrt{15^2+3^2+9^2+5^2} = \sqrt{225+9+81+25} = \sqrt{340} \approx 18.4\%$가 된다.

MCE(Mixed Cellulose Ester) 여과지는 시료가 표면 가까이에 침착되는 특성이 있어 석면·유리섬유 등의 현미경 계수 분석이나, 산에 잘 녹는 성질을 이용한 금속 성분의 원자흡광광도법 분석에 주로 활용된다.

반면 입자상 물질의 중량분석에는 흡습성이 낮은 PVC 여과지가 더 적합하며, 흡습성이 있는 MCE 여과지는 중량분석용으로는 널리 쓰이지 않는다. 따라서 이 설명은 옳지 않다.

활성탄관에 흡착된 방향족탄화수소 등의 유기용제 증기를 탈착시킬 때는 일반적으로 이황화탄소(CS2)를 탈착용매로 사용한다. 탈착효율이 높고 분석 시 방해가 적다는 특성 때문이다.

검지관은 사용법이 간편하고 반응이 빨라 현장에서 신속하게 개략적인 농도를 파악할 수 있으며, 산업보건 전문가가 아니어도 어느 정도 교육을 받으면 사용할 수 있다는 장점이 있다.

다만 검지관은 대상 물질 외 다른 화학물질에도 반응하는 경우가 많아 특이도(선택성)가 낮은 편이며, 이는 검지관의 단점으로 지적된다. 따라서 "특이도가 높다"는 설명은 옳지 않다.

X-선 필름은 인체를 투과한 방사선의 강도 차이를 필름에 감광시켜 영상을 얻는 방식으로, 의료 진단용 방사선 촬영(단순촬영, 흉부촬영 등)에서 개인용 방사선 측정·기록 도구로 가장 널리 사용된다.

Lux meter는 조도를, 개인시료 포집장치는 유해물질 채취를, 상대농도 측정계는 분진 등의 상대 농도를 측정하는 장비로 의료용 방사선 진단과는 관련이 없다.

가스크로마토그래피에서 분리관의 분해능(resolution)을 높이려면 이론단수를 늘리고 이론단해당높이(HETP)를 최소화하는 방향으로 운반가스 유속을 결정해야 한다.

따라서 "이론층 해당높이를 최대로 하는 속도로 유속을 결정한다"는 설명은 분해능 향상 원리와 반대되므로 틀린 설명이다.

분리관을 길게 하거나 고체지지체 입자를 작게 하고, 저온에서 조작하는 것은 모두 분해능을 높이는 데 도움이 되는 방법이다.

검출한계(LOD)는 바탕값(blank)을 반복 측정했을 때 얻어지는 표준편차의 3배에 해당하는 값으로 정의한다.

표준편차의 10배는 정량한계(LOQ)의 정의에 해당하므로 서로 구분해야 한다.

검출한계(LOD)는 분석기기가 바탕선량(background)과 통계적으로 구별하여 검출해 낼 수 있는 가장 적은 분석물질의 양을 의미한다.

정량한계(LOQ)는 신뢰성 있게 정량할 수 있는 최소량(통상 표준편차의 10배)을 의미하며, 검출한계와는 서로 다른 개념이다.

ACGIH는 입자상 물질을 침착 부위에 따라 흡입성(IPM), 흉곽성(TPM), 호흡성(RPM) 입자상 물질로 구분하며, 흉곽성 입자상 물질은 기도나 폐포 등 흉곽 부위까지 침착할 수 있는 입자로 평균 입경(공기역학적 직경) 10㎛를 기준으로 정의한다.

참고로 호흡성 입자상 물질의 평균 입경은 4㎛이므로 흉곽성과 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

음압레벨은 $SPL = 20\log_{10}(P/P_0)$로 정의되므로, 두 음압레벨의 차이가 40dB이면 음압비는 $10^{40/20} = 10^2 = 100$배가 된다.

따라서 80dB인 소음은 40dB인 소음보다 음압이 100배 크다.

1000~2800Å 영역은 파장이 매우 짧은 자외선(UV-C 영역)으로, 공기나 오존층에 대부분 흡수되어 지표면까지 거의 도달하지 않는다. 홍반현상과 즉시 색소침착을 일으키는 것은 이보다 파장이 긴 2800Å 이상의 자외선이므로, 1000~2800Å을 그 원인으로 제시한 설명은 옳지 않다.

2800~3200Å 영역에 장기간 노출될 경우 피부암 발생 가능성이 있고, 자외선 조사량이 과도하면 모세혈관 벽의 투과성 증가나 표피 두께 증가와 같은 반응이 나타날 수 있다는 설명은 타당하다.

소음 방지대책 중 소음원 자체를 제거하거나 억제하는 것이 가장 근본적이고 효과적인 방법이다.

흡음, 차음, 소음기 사용 등은 소음이 발생한 후 전파 경로나 수음자 측에서 저감시키는 차선의 대책에 해당한다.

TLV-C(Ceiling, 최고노출기준)는 작업 중 잠시라도 초과되어서는 안 되는 상한 농도를 의미한다.

TLV-TWA는 하루 8시간 시간가중평균노출기준, TLV-STEL은 단시간(보통 15분) 노출기준으로, 순간적으로도 초과가 허용되지 않는 개념과는 구별된다.

보호계수(PF)는 보호구 밖의 농도를 보호구 안의 농도로 나눈 값으로 계산한다.

주어진 값을 대입하면 $PF = \dfrac{300}{12} = 25$이다.

간접조명은 광원의 빛을 천장이나 벽에 반사시켜 사용하는 방식으로 눈부심(현휘)과 그림자(음영)가 적어 부드러운 조명이 가능하지만, 반사 과정에서 빛 손실이 커서 조명효율은 오히려 낮은 것이 단점이다.

따라서 간접조명이 음영과 현휘로 인한 입체감과 조명효율이 높다고 설명한 것은 옳지 않다.

반간접조명이 직접·간접조명을 절충한 방식이라는 것, 직접조명이 광원과 반사용 삿갓에서 빛의 대부분이 직접 작업면에 오지만 눈부심이나 조도 불균일 문제가 있다는 설명은 모두 타당하다.

방독마스크의 사용 가능 시간은 정화통 성능시험 조건에서의 유효시간에, 시험농도와 작업장 농도의 비를 곱하여 추정한다.

$50 \times \dfrac{0.7}{0.2} = 175$

따라서 사용 가능 시간은 약 175분이다.

점음원이 자유공간에서 구면상으로 전파할 때, 거리가 2배가 되면 음압수준은 약 $20\log_{10}2 \approx 6\ \text{dB}$ 감소한다.

거리가 10m에서 20m로 2배가 되었으므로 $89 - 6 = 83\ \text{dB(A)}$로 계산된다.

수은은 상온에서도 쉽게 증발하는 물질이므로 작업장의 온도를 가능한 한 낮게 유지하여 증기 발생을 억제하는 것이 관리대책이며, 온도를 80℃로 유지하는 것은 오히려 증발을 촉진시켜 노출을 악화시키므로 옳지 않다.

수은 주입과정의 자동화, 수거한 수은을 물과 함께 통에 보관하는 것, 독성이 적은 대체물질 연구는 모두 타당한 관리대책이다.

보행장애 등 파킨슨증후군과 유사한 운동장애는 망간 중독의 대표적인 신경계 증상이며, 크롬은 주로 비중격천공, 피부염, 폐암 등 호흡기 및 피부 장해와 관련이 있다.

따라서 "크롬 - 운동장애"의 연결은 옳지 않으며, 납의 빈혈, 망간의 보행장애, 수은의 뇌신경세포 손상 연결은 타당하다.

가시광선은 대략 380~780nm 파장 범위에 해당하므로 700nm를 가시광선으로 분류한 것이 옳다.

300nm는 자외선 영역이므로 적외선이라 한 것은 틀리고, 600nm 역시 가시광선이므로 자외선이라 한 것도 틀리다. 900nm는 적외선(근적외선) 영역이며, Dorno선은 자외선 중 도르노선(약 280~320nm)을 가리키므로 900nm와 연결한 것도 옳지 않다.

오래된 우물처럼 장기간 밀폐되어 있던 공간은 산소결핍이나 유해가스 축적 여부를 알 수 없으므로, 외부의 신선한 공기를 호스를 통해 공급받는 송기형 호스마스크를 착용해야 안전하다.

방진마스크나 방독마스크는 주변 공기를 여과·정화하여 사용하는 방식이므로 산소결핍 상태에서는 적합하지 않다.

자연채광에서 창의 면적은 일반적으로 바닥면적의 15~20%가 이상적인 것으로 보므로, 벽면적을 기준으로 제시한 설명은 옳지 않다.

많은 채광을 필요로 하는 경우 남향이 좋고, 균일한 조명을 요하는 작업실에는 직사광선이 적은 북창이 유리하다는 설명, 개각 4~5°·입사각 28° 이상이라는 기준은 타당한 내용이다.

공기역학적 직경은 대상 먼지와 침강속도가 같으면서 밀도가 1이고 구형인 입자로 환산했을 때의 직경으로 정의한다.

이는 입자의 형상이나 실제 밀도에 관계없이 공기 중 거동(침강 특성)을 기준으로 입자 크기를 통일적으로 나타내기 위한 개념이다.

산업안전보건기준에 관한 규칙상 적정공기는 산소농도 18% 이상 23.5% 미만, 탄산가스(이산화탄소) 농도 1.5% 미만, 일산화탄소 30ppm 미만, 황화수소 10ppm 미만으로 규정되어 있다.

따라서 탄산가스 농도를 2.0% 미만으로 제시한 것은 기준과 일치하지 않는다.

전신진동은 진동하는 바닥이나 좌석을 통해 신체 전체에 전달되는 진동으로, 자동차·기차 등 교통기관 승무원이 대표적인 노출 작업자에 해당한다.

병타, 착암, 해머 작업은 진동공구를 손으로 조작하는 작업으로 국소(수완)진동에 해당하여 전신진동과는 구분된다.

체내로 침투한 유해화학물질은 주로 간 등에서 효소에 의한 생체전환(대사) 과정을 거쳐 해독되거나 배설되기 쉬운 형태로 바뀐다.

적혈구, 림프, 백혈구는 물질의 운반이나 면역 반응 등에 관여할 뿐, 화학물질의 해독반응에서 핵심적인 역할을 하는 것은 아니다.

고압 환경에서 감압병을 예방하려면 질소를 체내 용해도와 마취작용이 작은 헬륨으로 대치한 혼합기체를 사용한다. 아르곤은 질소보다 체내 용해도가 크고 마취작용도 강해 대치 기체로 적절하지 않다.

따라서 질소를 아르곤으로 대치한 공기를 호흡시키는 것이 좋다는 설명은 옳지 않다.

증상 발생 시 원래의 고압환경으로 복귀시키는 재가압 조치, 1분에 10m 정도씩 서서히 잠수하는 것, 감압이 끝날 무렵 순수한 산소를 흡입시키는 것은 모두 감압병 예방·치료에 적절한 조치이다.

고압환경에서 발생하는 장해는 주로 산소(산소중독), 질소(질소마취, 감압병), 이산화탄소(이산화탄소 중독 및 다른 장해의 촉진) 등 호흡기체의 분압 변화와 관련이 깊다.

아르곤은 공기 중 극히 적은 양만 존재하는 기체로 고압환경 장해를 논할 때 다루어지는 물질과는 거리가 멀다.

방진마스크는 입자상 물질을 여과재로 물리적으로 걸러내는 방식이므로 필터 재질로 합성섬유, 면, 유리섬유 등이 사용된다.

활성탄은 가스·증기를 흡착하여 제거하는 방독마스크 정화통의 흡착제로 사용되는 재질이므로 방진마스크의 필터 재질과는 거리가 멀다.

외부식 후드에 개구면적의 제곱근 이상 크기의 플랜지를 부착하면 후드 뒤쪽에서 유입되던 불필요한 공기의 흐름이 차단되어, 동일한 제어효과를 얻는 데 필요한 송풍량을 줄일 수 있다.

일반적으로 플랜지 부착 시 후드의 효율은 약 25% 증가하는 것으로 본다.

건축부스형은 작업 공정을 상자(부스) 형태로 둘러싸 오염물질의 확산 경로를 막아주는 대표적인 포위식 후드에 해당한다.

슬롯형, 캐노피형, 그리드형은 오염원을 완전히 둘러싸지 않고 후드 주변에서 오염물질을 흡인하는 외부식 후드에 해당한다.

덕트를 연결할 때는 접합부에서 공기가 새거나 분진이 누출되는 것을 막기 위해 가급적 용접으로 연결하는 것이 바람직하므로, 용접을 피한다는 설명은 옳지 않다.

가급적 원형 덕트를 사용하고, 직경이 다른 덕트 연결부에는 경사 30° 이내의 테이퍼를 부착하며, 수분 응축에 대비해 경사나 배수구를 마련하는 것은 모두 타당한 고려사항이다.

피토관, 열선풍속계, 스모크 테스터는 모두 덕트나 후드 개구면에서의 공기 유속을 측정하거나 기류의 흐름을 확인하는 데 사용되는 장비이다.

흑구건구온도계는 습구흑구온도지수(WBGT) 산출 등 고온 작업환경의 온열조건을 평가하는 장비로, 유속 측정과는 관련이 없다.

그림은 작업대(작업면) 위에 설치된 플랜지 부착 외부식 후드이며, 후드 개구면에서 포착점까지의 거리가 0.3m로 표시되어 있다. 문제에서 개구면적 $A=0.6\,\mathrm{m^2}$, 제어속도 $V_c=0.5\,\mathrm{m/s}$이고 개구의 폭/높이 비가 0.2보다 크므로 Della Valle(다레발레) 식을 그대로 쓸 수 있다.

자유공간에 플랜지 없이 놓인 후드는 $Q=V_c(10X^2+A)$이다. 여기에 플랜지를 붙이면 후드 뒤쪽에서 돌아 들어오는 공기가 차단되어 필요 송풍량이 약 25% 줄어 계수가 0.75가 되고, 플랜지가 붙은 후드를 작업면 위에 설치하면 아래쪽 유입까지 막히므로 계수가 0.5가 된다. 즉 이 문제에서는 $Q=0.5\,V_c(10X^2+A)$를 적용한다.

대입하면 $Q=0.5\times0.5\times(10\times0.3^2+0.6)=0.5\times0.5\times1.5=0.375\,\mathrm{m^3/s}$이고, 분당으로 환산하면 $0.375\times60=22.5\approx23\,\mathrm{m^3/min}$이다.

플랜지와 작업면 효과를 빠뜨리고 $Q=V_c(10X^2+A)$로만 계산하면 45$\,\mathrm{m^3/min}$이 나온다. 설치 위치와 플랜지 유무에 따른 계수를 반드시 확인해야 하는 이유다.

온도 보정을 반영한 공기 비중량은 $\gamma_t = 1.293 \times \dfrac{273}{273+t}$로 구하며, 65℃에서는 $\gamma_{65} = 1.293 \times \dfrac{273}{338} \approx 1.044\ \text{kgf/m}^3$이다.

속도압은 $VP = \dfrac{\gamma_t \times V^2}{2g} = \dfrac{1.044 \times 15^2}{2 \times 9.8} \approx 12\ \text{mmH}_2\text{O}$로 계산된다.

메틸에틸케톤의 시간당 사용량을 질량으로 환산하면 $5\ \text{L/h} \times 0.805\ \text{kg/L} = 4.025\ \text{kg/h}$이고, 몰수로 환산하면 $4025\ \text{g/h} \div 72.06\ \text{g/mol} \approx 55.9\ \text{mol/h}$이다.

21℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피를 약 24.1L로 보면 발생 증기량은 $55.9 \times 24.1 \approx 1346\ \text{L/h} = 1.346\ \text{m}^3\text{/h}$이다.

필요환기량은 $Q = \dfrac{1.346 \times 10^{6}}{200} \times 2 \div 60 \approx 224\ \text{m}^3\text{/min}$으로 계산되며, 여기서 200은 노출기준(ppm), 2는 안전계수이다.

레이놀즈수는 $Re = \dfrac{\rho V D}{\mu}$로 구한다.

주어진 값을 대입하면 $Re = \dfrac{1.2 \times 1.0 \times 0.5}{1.8\times10^{-5}} \approx 3.33\times10^{4}$이다.

전체환기(희석환기)는 유해물질의 독성이 비교적 낮고 발생량이 적으며 가스·증기 형태로 비교적 균일하게 확산되는 경우에 적합한 방법이다.

목재분진과 같은 입자상 물질은 발생원 인근에서 고농도로 존재하기 쉽고 희석만으로는 효과적으로 제어하기 어려워 국소배기장치가 필요하므로, 전체환기방식을 적용하기에는 적절하지 않다.

산업안전보건기준에 관한 규칙에서 정한 관리대상 유해물질 국소배기장치의 제어풍속 기준에 따르면, 입자상 물질을 대상으로 하는 외부식 상방흡인형 후드의 제어풍속은 1.2m/s이다.

따라서 이를 1.0m/s로 제시한 것은 기준과 일치하지 않으며, 가스상 물질의 외부식 상방흡인형(1.0m/s)과 측방흡인형(0.5m/s), 입자상 물질의 외부식 측방흡인형(1.0m/s) 기준은 옳게 제시되어 있다.

송풍기와 덕트를 직접 연결하면 송풍기의 진동이 그대로 덕트 계통에 전달되어 소음과 구조적 피로를 유발하므로, 실제로는 캔버스이음(가요성 이음) 등을 사용해 진동이 전달되지 않도록 분리하여 연결해야 한다.

송풍관의 자중을 송풍기 본체가 지지하지 않도록 별도로 지지하고, 취급하는 가스나 분진의 종류와 농도에 따라 내마모성 재질과 형식을 선정하며, 예상되는 풍량 변동 범위에서 과부하가 걸리지 않도록 여유를 두고 설계하는 것은 올바른 원칙이다.

덕트 계통이 동일할 때 송풍기의 소요동력은 송풍량의 세제곱에 비례하는 상사법칙 $P \propto Q^3$이 적용된다.

변경 후 송풍량과 처음 송풍량의 비를 대입하면 $\left(\dfrac{200}{320}\right)^3 \times 100 \approx 24.4\%$ 수준으로 계산된다.

속도압(동압)은 공기의 운동에너지에 의해 발생하는 압력으로, 흐름이 존재하는 한 항상 0 이상의 값을 가지며 음(-)의 값을 가질 수 없다.

정압은 유체를 밀어내는 잠재적 에너지로 흡인측에서는 대기압보다 낮아질 수 있고, 정압과 속도압의 합이 전압이 되며, 정압은 속도압의 크기와 무관하게 독립적으로 발생·소멸할 수 있다.

반송속도 기준은 분진의 비중과 입경, 습윤 상태에 따라 달라지는데, 철분진·주물사·요업재료처럼 무겁고 습한 분진은 관 내에 침적되기 쉬우므로 가장 높은 수준인 25m/s 이상의 반송속도가 요구된다.

가볍고 건조한 분진이나 미세한 흄, 가스상 물질은 상대적으로 낮은 반송속도로도 이송이 가능하지만, 무겁고 습한 분진은 관내 퇴적을 막기 위해 더 높은 유속이 필요하다.

포화증기 농도는 증기압과 대기압의 비로 구하며, $C(ppm) = \dfrac{P_{vapor}}{P_{atm}} \times 10^6$으로 계산한다.

대입하면 $\dfrac{30}{760}\times 10^6 \approx 39474\ ppm$이 되어, 제시된 값 중 가장 근접한 것은 약 40000ppm이다.

활성탄은 표면이 비극성을 띠어 반데르발스 힘을 이용한 물리적 흡착이 우수하며, 유기용제와 같은 비극성 물질을 흡착하는 데 가장 널리 사용되는 흡착제이다.

반면 실리카겔, 활성알루미나, 합성제올라이트(분자체)는 극성이 강한 표면을 가지고 있어 수분이나 극성 화합물의 흡착에 더 적합하다.

덕트 내 공기의 마찰손실은 $\Delta P = \lambda \dfrac{L}{D}\dfrac{\gamma V^2}{2g}$ 형태로 표현되며, 덕트의 길이·직경과 공기속도에 의해 결정된다.

공기의 화학적 조성은 일반적인 환기 설계의 마찰손실 계산에서 직접 고려하는 인자로 다루지 않는다.

후드는 배출 오염원에 최대한 가깝게 설치할수록 적은 풍량으로도 충분한 제어속도를 확보할 수 있어 성능이 좋아진다.

제어속도 유지, 주위 방해기류 제어, 개구면적 최소화는 후드 성능을 유지하기 위한 올바른 방법이지만, 오염원과 멀리 설치하는 것은 오히려 포집효율을 떨어뜨린다.

세정 집진장치는 함진·함유해가스 공기를 물 등의 세정액과 접촉시켜 입자를 포집하거나 가스상 물질을 흡수하는 방식으로, 스크러버라고도 불린다.

전기 집진장치는 정전기력, 여포 집진장치는 여과, 원심력 집진장치는 원심력을 이용한다는 점에서 원리가 다르다.

공기공급 시스템은 국소배기장치가 배출한 만큼의 공기를 보충해 작업장 내 음압 형성을 방지하고, 정화되지 않은 외부 공기가 틈새로 유입되는 것과 근로자에게 직접 닿는 찬 기류를 막기 위해 설치한다.

급기를 예열·재순환시켜 연료 손실을 줄이는 효과도 있지만, 작업장 내 교차기류는 오염물질 확산이나 후드 성능 저하를 일으키므로 억제해야 할 대상이지 활용의 목적이 될 수 없다.