ILO가 제시하는 산업보건관리업무는 근로자의 건강을 보호하기 위한 활동으로, 작업장 유해요인의 확인·평가, 산업보건교육 및 정보 협력, 작업방법·설비 개선에 대한 건강측면의 참여 등을 포함한다.

반면 작업능률 향상과 생산성 제고를 위한 기획은 경영·생산관리 영역에 속하는 것으로, ILO가 규정하는 산업보건관리업무의 본질적 목적(근로자 건강 보호)과는 거리가 멀다.

산업피로는 정도에 따라 보통피로, 과로, 곤비로 구분되며, 곤비는 과로 상태가 장기간 누적되어 단기간의 휴식으로는 회복되지 않는 병적 상태를 말한다.

곤비 단계에 이르면 신체 기능 저하가 심각해 심할 경우 사망에까지 이를 수 있어, 단순한 피로나 과로와 구분되는 개념이다.

VDT 작업자세는 화면과 눈의 거리를 40cm 이상 확보하고, 팔꿈치 내각은 90도 이상, 의자는 깊숙이 앉아 등받이로 허리를 충분히 지지하도록 하는 것이 기본 원칙이다.

발의 위치는 앞꿈치만 닿게 하는 것이 아니라 발바닥 전체가 바닥이나 발받침대에 편안하게 닿도록 해야 하므로, 이 설명은 올바른 VDT 작업자세와 어긋난다.

미국산업위생학회(AIHA)는 산업위생을 근로자나 일반대중에게 질병, 건강장애, 심각한 불쾌감 및 작업능률 저하 등을 초래할 수 있는 작업환경 요인과 스트레스를 예측·측정·평가하고 관리하는 과학과 기술로 정의한다.

이 정의는 유해요인의 예측-측정-평가-관리라는 산업위생의 핵심 절차를 담고 있다는 점에서 다른 선택지들과 구분된다.

NIOSH 중량물 취급지침에서는 권장무게한계(RWL)와 최대허용한계(MPL)를 기준으로 대책 수준을 달리한다.

작업 중량이 RWL과 MPL 사이에 있으면 근로자 선발·배치·훈련 등 관리적 대책으로 대응할 수 있지만, MPL을 초과하면 소수의 근로자만 감당할 수 있는 매우 높은 위험 수준이므로 반드시 공학적 개선을 통해 작업 자체를 재설계해야 한다.

산업안전보건법령상 기관석면조사 대상 기준에서 파이프 보온재의 경우, 석면이 1퍼센트를 초과하여 함유되어 있고 그 보온재 길이의 합이 80미터 이상일 때 해체·제거 대상으로 규정된다.

제시된 설명에서는 이 기준을 25미터로 표기하고 있어 실제 법령 기준과 다르므로 틀린 설명에 해당한다.

화학물질의 분류·표시 및 물질안전보건자료에 관한 기준(GHS 체계)에서 발암성은 구분1A와 구분1B로 나뉘며, 구분1A는 사람에서 발암성이 있다는 충분한 증거가 있는 물질에 해당한다.

Ca, A1, C1과 같은 표기는 각각 다른 분류체계(NIOSH, ACGIH 등)에서 사용하는 기호로, 국내 화학물질 분류·표시 기준에서 사용하는 GHS 표기와는 다르다.

제시문은 진동 작업 때문에 손과 손가락의 혈관이 수축해 혈행이 감소하고, 손·손가락이 창백해지며 바늘로 찌르는 듯 저리고 통증이 심하며, 추운 곳에서 더 악화된다고 설명한다.

이는 국소진동 노출로 손가락 말초혈관이 발작적으로 수축해 생기는 레이노 현상(Raynaud's phenomenon)이며, 손가락이 하얗게 변한다고 해서 백납병(白蠟病, dead finger·white finger)이라고도 부른다. 착암기·연마기·체인톱 같은 진동공구 취급자에게 나타난다.

손목의 정중신경이 눌려 손저림이 오는 수근관증후군, 목·어깨 부위에서 신경혈관 다발이 압박되는 흉곽출구증후군, 미량의 여러 화학물질에 과민반응을 보이는 다중화학물질과민증은 모두 진동에 의한 말초혈관 수축과는 기전이 다르다.

하인리히의 도미노 이론은 재해가 유전적 요인·사회환경 → 개인적 결함 → 불안전한 행동·상태 → 사고 → 재해의 순서로 연쇄적으로 발생한다고 설명한다.

이 중 세 번째 단계인 불안전한 상태 및 행동은 직접적으로 관찰·통제가 가능한 요인이므로, 이를 제거하면 앞선 요인이 남아 있어도 사고로 이어지는 연쇄를 끊을 수 있어 가장 효과적인 예방대책으로 꼽힌다.

생물학적 모니터링에서는 노출된 화학물질이 체내에서 대사되어 생기는 특이적인 대사산물을 지표로 사용한다.

카드뮴은 혈중 카드뮴, 수은은 혈중 총 무기수은, 크실렌은 소변 중 메틸마뇨산이 각각 적절한 생물학적 노출지표로 쓰인다.

반면 이황화탄소의 생물학적 노출지표는 소변 중 TTCA 등이며, 카르복시헤모글로빈(혈중)은 일산화탄소 노출을 반영하는 지표이므로 이황화탄소와의 연결은 옳지 않다.

산업피로 예방을 위해서는 작업환경을 정리·정돈하고, 작업 중 적절히 체조 등으로 휴식을 취하며, 불필요한 동작을 줄여 에너지 소모를 최소화하는 것이 권장된다.

정적작업은 특정 근육군에 지속적인 긴장을 유발해 오히려 동적작업보다 피로를 크게 유발할 수 있으므로, 동적작업을 피하고 정적작업 위주로 수행하라는 것은 피로 예방대책으로 적절하지 않다.

Hertig의 식에 따른 적정 휴식시간 비율은 $\%R=\dfrac{\frac{1}{3}PWC-E}{E_{rest}-E}\times100$으로 구한다. 여기서 $PWC=16.5$, 작업대사량 $E=10$, 휴식 시 대사량 $E_{rest}=1.2\,kcal/min$이다.

$\dfrac{1}{3}\times16.5=5.5$이므로 $\%R=\dfrac{5.5-10}{1.2-10}\times100=\dfrac{-4.5}{-8.8}\times100\approx51\%$가 산출된다.

세계 최초로 보고된 직업성 암은 영국의 굴뚝청소부(chimney sweep)에게서 발생한 음낭암으로, 그 원인물질은 굴뚝 청소 과정에서 피부에 지속적으로 접촉된 검댕(soot)으로 규명되었다.

이는 다환방향족탄화수소(PAH)를 함유한 검댕이 장기간 피부에 노출되면서 발암으로 이어진 사례로, 직업성 암 연구의 출발점으로 평가된다.

근육운동의 에너지원 중 포도당(glucose)은 해당작용(혐기성 대사)을 통해 젖산으로 분해되면서 에너지를 낼 수도 있고, 산소가 충분할 때는 호기성 대사(TCA회로, 산화적 인산화)를 거쳐 완전히 분해되면서도 에너지를 만들어낼 수 있다.

반면 지방과 단백질은 주로 호기성 조건에서만 에너지원으로 이용되며, ATP는 에너지원이 아니라 에너지를 저장·전달하는 물질이므로 이 문항의 답이 될 수 없다.

복사기, 전기기구, 전기집진기형 공기정화기 등은 고전압 방전(코로나 방전) 과정을 거치면서 오존(O3)을 발생시키는 대표적인 사무실 실내 오염원이다.

CO2는 주로 재실자의 호흡, VOCs·HCHO는 건축자재나 가구에서 주로 발생하는 물질로, 전기적 방전 과정과 직접 관련된 오존과는 발생 기전이 다르다.

혼합물질이 상가작용을 할 때 노출지수는 $EI=\sum\dfrac{C_i}{TLV_i}$로 구한다.

$EI=\dfrac{50}{200}+\dfrac{25}{50}+\dfrac{30}{100}=0.25+0.5+0.3=1.05$가 산출된다.

노출지수가 1을 초과하므로 이 혼합물질은 노출기준을 초과한 것으로 평가된다.

중량물 취급지수(LI)는 $LI=\dfrac{\text{실제 취급 중량}}{RWL}$으로 구한다.

실제 취급 중량 10kg을 권고기준 RWL 5kg으로 나누면 $LI=\dfrac{10}{5}=2$가 된다.

LI가 1을 초과하므로 이 작업은 요통 등 근골격계 질환의 위험이 있는 작업으로 평가된다.

사이또와 오시마의 식에서 실동율(%)은 $85-(5\times RMR)$로 구한다.

작업대사율 $RMR=4$를 대입하면 $85-(5\times4)=85-20=65\%$가 산출된다.

산업피로는 작업부하 요인(작업강도, 작업자세, 조작방법 등)과 개인·환경 요인(적응조건 등)이 복합적으로 작용해 발생한다.

이 중 적응 조건은 근로자 개인이 특정 작업환경이나 리듬에 얼마나 익숙한지에 관한 요인으로, 작업 자체의 물리적 부하를 나타내는 작업강도·자세·조작방법과는 성격이 달라 작업부하와의 관련성이 가장 낮다.

상용 근로자 건강진단은 질병의 조기 발견, 적정 배치, 작업이 근로자 및 동료의 건강에 미치는 영향 확인 등을 목적으로 한다.

건강진단 자체는 질병 유무와 작업 적합성을 확인·평가하는 절차이며, 발견된 질병의 직접적인 치료나 취업 제한은 진단 이후에 이루어지는 별도의 사후조치에 해당하므로 건강진단 자체의 목적으로 보기는 어렵다.

고용노동부 고시에서는 소음을 측정할 때 사람의 청감특성을 반영한 A특성(dB(A))으로 보정하여 측정하도록 규정하고 있다.

A특성은 사람의 귀가 상대적으로 둔감한 저주파 음압을 낮게 보정하고 민감하게 반응하는 중고주파 대역을 크게 반영하도록 설계되어 있어, 작업장 소음의 청감보정회로로 사용된다.

활성탄은 비극성 표면을 가진 흡착제로, 증기압이 비교적 높고 반응성이 낮은 비극성 유기용제를 포집하는 데 주로 사용된다.

따라서 증기압이 낮고 반응성이 있는 물질의 분리에 사용된다는 설명은 활성탄의 특성과 반대되며, 이러한 물질에는 오히려 실리카겔과 같은 극성 흡착제가 더 적합하다.

활성탄은 약 600℃의 무산소 상태에서 탄화되어 만들어지고, 포집된 시료는 이황화탄소로 탈착시켜 가스크로마토그래피로 분석하는 것이 일반적이다.

상대습도는 공기 중 실제 수증기압과 그 온도에서의 포화수증기압의 비율을 백분율(%)로 나타낸 값이며, ppm은 농도 단위로 습도를 표현하는 데 사용되지 않는다.

온도가 변하면 포화수증기량이 달라지므로 같은 수증기량에서도 상대습도가 변하며, 상대습도가 높으면 땀 증발이 어려워져 불쾌감이 커진다.

여과지에 의한 먼지 채취효율은 입자 크기에 따라 확산, 간섭, 관성충돌 등 서로 다른 메커니즘이 작용하며, 약 0.3μm 부근의 입자에서 채취효율이 가장 낮게 나타난다.

0.1μm 미만의 매우 작은 입자는 브라운 운동에 따른 확산(diffusion)에 의해 주로 채취되며, 간섭(interception)은 입자 크기가 섬유 지름에 비해 상대적으로 커질 때 기여하는 기전이므로 이 크기 범위의 주된 포집기전으로 보기 어렵다.

고용노동부 고시에서 1일 8시간을 초과하는 작업의 보정노출기준은 8시간 노출기준에 보정계수 $RF=\dfrac{8}{H}$를 곱해 산정한다.

1일 작업시간 $H=10\,hr$이므로 $RF=\dfrac{8}{10}=0.8$이고, 8시간 기준 노출기준 100ppm에 곱하면 보정노출기준은 $100\times0.8=80\,ppm$이 된다.

측정된 노출농도 85ppm은 보정노출기준 80ppm을 초과하므로, 이 작업은 노출기준을 초과한 것으로 평가된다.

액체포집법에서 흡수효율을 높이려면 시료채취속도(유량)를 낮춰 기체와 흡수액의 접촉시간을 늘리고, 프리티드 버블러처럼 기포를 작게 만들어 접촉 면적을 넓히는 기구를 사용하며, 흡수액 온도를 낮춰 오염물질의 휘발을 억제하고, 버블러를 직렬로 연결해 포집 단수를 늘리는 방법을 사용한다.

반면 시료채취속도를 높이면 기체와 흡수액의 접촉시간이 줄어들어 오히려 흡수효율이 떨어지므로, 채취속도를 높인다는 설명은 흡수효율 향상 방법으로 옳지 않다.

직경분립충돌기(cascade impactor)는 흡입성·흉곽성·호흡성 입자를 입경별로 분리해 질량 크기분포를 얻을 수 있고, 이를 통해 호흡기 부위별 침착량을 추정할 수 있는 유용한 장비이다.

다만 여러 단(stage)의 충돌판을 정밀하게 다뤄야 하고 세척·칭량 등 전처리와 분석 과정이 까다로워 시료채취와 분석에 시간과 비용이 많이 드는 장비이므로, 시료채취가 용이하고 비용이 저렴하다는 설명은 직경분립충돌기의 특징과 맞지 않는다.

옥외에서 태양광선이 내리쬐는 장소의 WBGT는 $WBGT=0.7\times T_{nwb}+0.2\times T_g+0.1\times T_{db}$로 구한다.

자연습구온도 29℃, 흑구온도 36℃, 건구온도 33℃를 대입하면 $WBGT=0.7\times29+0.2\times36+0.1\times33=20.3+7.2+3.3=30.8{}^\circ\mathrm{C}$가 산출된다.

기체 농도를 mg/m³에서 ppm으로 환산할 때는 $ppm=\dfrac{mg/m^3\times24.45}{M}$을 사용한다(25℃, 1기압에서 몰부피 24.45L/mol).

1,1,1-트리클로로에탄의 분자량 133을 대입하면 $ppm=\dfrac{1750\times24.45}{133}\approx322\,ppm$이 산출된다.

기체크로마토그래피(GC)는 시료의 휘발성을 이용해 기체 이동상과 고정상 사이의 분배 차이로 성분을 분리하는 반면, 고성능액체크로마토그래피(HPLC)는 시료의 용해성을 이용하며 이동상으로 액체를 사용한다.

이온배제·이온교환·이온분배와 같은 분리기전은 이온성 물질을 다루는 이온크로마토그래피(액체크로마토그래피 계열)에서 사용하는 방식으로, 휘발성 물질을 기체 상태로 분리하는 GC의 분리기전과는 다르다.

OSHA 평가방법은 측정농도를 허용기준으로 나눈 값에 채취 및 분석오차(SAE)를 더하고 빼서 신뢰구간(신뢰상한·신뢰하한)을 만든 뒤, 그 구간이 1을 기준으로 어디에 놓이는지로 초과 여부를 판정한다.

측정농도와 허용기준의 비는 $\dfrac{0.056}{0.05}=1.12$이고, 여기에서 SAE를 뺀 신뢰하한은 $1.12-0.082=1.038$이 된다.

신뢰하한이 1보다 크므로 허용기준을 초과한 것으로 판정한다. 반대로 신뢰상한이 1보다 작으면 초과하지 않은 것으로, 1이 신뢰구간 안에 들어 있으면 판정할 수 없는 것으로 본다.

유사노출그룹(SEG, Similar Exposure Group)은 노출특성이 비슷한 근로자들을 하나로 묶는 개념으로, 공정에서 작업으로, 다시 업무 단위로 갈수록 점점 더 세분화된 분류가 된다.

공정이나 작업범주 단위로 나누면 상대적으로 넓은 범주가 되지만, 개별 동작과 노출원까지 고려하는 업무(task) 단위로 나누면 가장 세밀한 분류가 가능하다.

사람이 들을 수 있는 가청주파수 범위는 대략 20~20,000 Hz(20 Hz~20 kHz)로 알려져 있다.

이보다 낮은 주파수는 초저주파음(infrasound), 높은 주파수는 초음파(ultrasound)로 구분되며, 사람의 청각기관은 이 범위를 벗어난 음을 인지하지 못한다.

마틴 직경은 입자의 투영면적을 이등분하는 선의 길이로 정의되며, 관찰자가 임의의 방향으로 그은 선을 기준으로 하기 때문에 측정자에 따라 편차가 생기고 일반적으로 실제 크기보다 과소평가되는 경향이 있다.

페렛 직경은 입자 투영상에서 일정 방향으로 잰 끝과 끝의 길이를 의미해 오히려 과대평가되기 쉬우며, 등면적 직경과 공기역학적 직경은 각각 동일 면적을 갖는 원, 동일한 침강속도를 갖는 구를 기준으로 정의되어 마틴 직경과는 정의 방식이 다르다.

회수율은 분석에서 검출된 양을 첨가한 양으로 나누어 백분율로 나타낸다.

$\dfrac{80}{100}\times 100 = 80\%$로 계산된다.

전자현미경법(TEM)은 석면섬유의 결정구조와 성분을 함께 분석할 수 있어 위상차현미경으로는 구분하기 어려운 매우 가는 섬유까지 관찰하고 다른 섬유상 물질과 감별할 수 있는 가장 정확한 분석법이다.

다만 장비가 고가이고 시료 전처리와 분석에 시간이 많이 소요된다는 단점이 있어, 현장 스크리닝에는 위상차현미경법이 더 널리 쓰인다.

탈착효율 실험은 고체흡착관(활성탄관 등)으로 채취한 유기용제를 용매로 탈착시켜 분석할 때, 탈착 과정에서 생기는 손실을 보정하기 위해 수행한다.

이를 통해 탈착효율 자체의 보정은 물론 흡착관이나 시약에 남아 있을 수 있는 오염을 함께 확인하지만, 여과지의 오염 보정은 입자상 물질을 여과지로 채취할 때의 문제이므로 고체흡착관을 이용한 탈착효율 실험의 목적과는 거리가 멀다.

활성탄관에 흡착된 시료를 열탈착하면 가열에 의해 흡착된 물질이 한 번에 모두 탈리되어 분석장치로 주입되므로, 용매탈착과 달리 분석 후 남겨서 재분석에 쓸 수 있는 여분의 시료가 존재하지 않는다.

반대로 용매탈착은 흡착관을 용매에 담가 추출하므로 추출액의 일부만 주입하고 나머지를 보관해 필요하면 재분석할 수 있다는 차이가 있다.

습식 가스미터(Wet-test meter)는 물리적으로 부피를 직접 측정하는 1차 표준기구가 아니라, 1차 표준기구로 보정을 받아 사용하는 2차 표준기구에 해당한다.

반면 폐활량계, 비누거품미터와 같이 공간의 부피를 직접 측정할 수 있는 기구들은 1차 표준으로 분류되며, 이러한 1차 표준으로 습식 가스미터와 같은 2차 표준기구를 보정하는 방식으로 사용한다.

PVC(폴리염화비닐) 여과지는 흡습성이 낮고 가벼워 칭량 오차가 작기 때문에 먼지의 중량분석에 적합하다.

또한 화학적으로 비교적 안정해 유리규산(결정형 실리카)이나 6가 크롬과 같은 물질의 채취·분석에도 널리 사용된다.

방진마스크(입자여과식 호흡보호구)의 여과효율을 검정할 때는 폐 깊숙이 침투하기 쉬운 약 0.3 μm 크기의 시험입자(주로 염화나트륨 에어로졸 등)를 이용해, 필터가 가장 투과하기 어려운 조건에서 성능을 평가한다.

흄, 분진, 미스트는 모두 공기 중에 부유하는 고체 또는 액체 입자로서 입자상 물질에 해당한다.

반면 증기는 상온에서 고체나 액체인 물질이 기화되어 생긴 기체 상태의 물질이므로, 입자상이 아니라 가스상 물질로 분류된다.

적외선은 가시광선에 가까운 파장부터 먼 파장까지 근적외선, 원적외선 등으로 구분하며, 화학작용을 거의 일으키지 않으면서도 강하게 노출되면 각막염이나 백내장과 같은 눈 장해를 유발할 수 있다.

다만 적외선을 지속적 적외선과 맥동적 적외선으로 구분하는 방식은 일반적인 적외선 분류 기준이 아니므로, 이 설명은 적외선의 특성과 거리가 멀다.

동일한 음압레벨을 가진 두 음원이 합쳐지면 에너지(음압의 제곱)가 두 배가 되므로, 합성 음압레벨은 $L = 10\log_{10}(2) + 80 \approx 83\ \mathrm{dB}$로 계산된다.

감압병(잠수병)은 고압 환경에서 체내에 용해된 질소가 감압 시 기포를 형성하며 발생하므로, 감압은 서서히 단계적으로 진행해 질소가 급격히 기포화되지 않고 체외로 빠져나가도록 해야 한다.

감압을 가능한 한 짧은 시간에 시행하는 것은 오히려 질소 기포 형성을 촉진해 감압병 위험을 높이므로, 예방 대책과는 거리가 멀다.

질소 대신 헬륨을 사용하거나 비만자의 작업을 제한하고, 감압 후 산소를 흡입시키는 것은 모두 감압병 예방에 도움이 되는 조치이다.

한랭작업장에서는 손발의 혈액순환이 방해받지 않도록 여유 있는 크기의 장갑과 방한화를 착용해야 하며, 약간 작아 꽉 끼는 장갑이나 신발은 오히려 혈류를 막아 동상 위험을 높인다.

건조한 양말 착용, 적절한 온열장치 이용, 팔다리 운동을 통한 혈액순환 촉진은 모두 한랭작업장에서 권장되는 위생관리 사항이다.

산소결핍이나 황화수소 고농도 노출이 우려되는 밀폐공간에서는 정화통을 이용하는 방독마스크가 아니라, 외부에서 신선한 공기를 공급받는 송기마스크나 공기호흡기와 같은 급기식 호흡보호구를 착용해야 한다.

방독마스크는 산소를 공급하지 못하므로 산소결핍 상태에서는 오히려 위험하며, 탈출경로 사전 확인, 작업 전 농도 측정, 급기량을 배기량보다 다소 많게 유지하는 조치는 밀폐공간 관리에 적절한 방법이다.

도르노선(Dorno ray)은 자외선 중에서도 피부 홍반과 비타민 D 생성 등 생물학적 작용이 활발한 파장대를 가리키며, 이는 UV-B 영역에 해당한다.

1/1 옥타브밴드에서 정비형 필터를 사용할 때, 상한과 하한 주파수는 중심주파수에 각각 $\sqrt{2}$를 곱하거나 나누어 구한다.

중심주파수 500 Hz에 대해 하한은 $500/\sqrt{2}\approx 354\ \mathrm{Hz}$, 상한은 $500\times\sqrt{2}\approx 707\ \mathrm{Hz}$로 계산된다.

진폐증은 흡입한 분진의 종류에 따라 무기성 분진에 의한 것과 유기성 분진에 의한 것으로 나뉘는데, 곰팡이가 핀 건초 등 유기성 분진에 반복 노출되어 발생하는 농부폐증이 유기성 분진에 의한 진폐증에 해당한다.

규폐증, 주석폐증, 탄소폐증은 각각 유리규산, 주석분진, 탄소분진과 같은 무기성 분진에 의해 발생하는 진폐증이다.

입자상 물질이 호흡기 내로 침착하는 주요 기전은 충돌(관성충돌), 침강(중력침강), 확산 등이며, 입자 크기와 기도 구조에 따라 이들 기전이 조합되어 작용한다.

회피는 이러한 침착 기전에 포함되지 않는 개념이다.

할당보호계수(APF, Assigned Protection Factor)는 훈련된 착용자가 보호구를 올바르게 착용하고 밀착시킨 상태로 작업할 때 기대할 수 있는 최소한의 보호 정도를 나타내는 지표이다.

간접조명은 빛을 천장이나 벽에 반사시켜 확산된 빛으로 작업면을 비추므로 그림자가 부드럽고 눈부심이 적어 분위기를 온화하게 만들지만, 강한 음영을 만드는 것은 오히려 직접조명의 특징이다.

간접조명은 반사를 이용하는 구조상 설비비가 많이 들고, 직접조명은 빛의 손실이 적어 조명효율이 크다는 점, 인공조명을 직접·간접·반간접조명 등으로 구분한다는 점에서 나머지 설명은 타당하다.

음압레벨은 기준음압에 대한 측정 음압의 비를 이용해 $\mathrm{Lp}=20\log_{10}\dfrac{\mathrm{P}}{\mathrm{P_0}}$로 정의된다.

음압은 압력이라는 물리량이므로, 세기(에너지)에 해당하는 값에 곱하는 10이 아니라 압력의 제곱 관계를 반영해 20을 곱하는 로그식을 사용한다.

그림은 음원이 두 개의 면이 서로 만나는 모서리에 놓여 있고, 소리가 구(球) 전체가 아니라 구의 1/4에 해당하는 범위로만 퍼져 나가는 모습을 화살표 방향으로 보여 준다.

음원의 방향성(지향계수) Q는 음이 퍼져 나갈 수 있는 입체각의 비로 정해진다. 반사면이 없는 자유공간이면 1, 바닥 같은 하나의 면 위에 있으면 2, 두 면이 만나는 모서리면 4, 벽·벽·바닥이 만나는 구석이면 8이다.

그림처럼 두 면이 만나는 위치이므로 방향성은 4이며, 이때 지향지수는 $DI = 10\log Q = 10\log 4 \approx 6\ \text{dB}$로, 같은 음향출력이라도 음압레벨이 약 6 dB 높아진다.

방진마스크는 분진 포집효율에 따라 특급, 1급, 2급으로 구분되며, 0급이라는 등급은 존재하지 않는다.

전기 용접 작업에서는 아크에서 발생하는 강한 가시광선과 자외선으로부터 눈을 보호하기 위해 차광안경(또는 차광보안면)을 착용하는 것이 올바른 짝짓기이다.

분무 도장작업은 유기용제 증기까지 함께 발생하므로 방진마스크만으로는 충분하지 않고, 갱내 토석 굴착과 같은 분진작업에는 방독마스크가 아닌 방진마스크가 더 적합하며, 프레스와 같은 기계적 위험에는 화학물질 방호용인 고무제 보호의보다 손·신체를 보호하는 보호구가 필요해 나머지 조합은 올바르지 않다.

여과지를 선정할 때는 채취효율, 흡습성, 기계적인 강도, 압력손실, 화학적 안정성 등을 고려하지만, 여과지 자체의 무게는 선정 기준이 아니라 시료 채취 전후 칭량을 통해 포집된 먼지량을 구하기 위한 측정 대상일 뿐이다.

공기 중 질소가스에 의한 마취 증세(질소마취)는 일반적으로 4기압 이상의 고압에서 나타나는 것으로 알려져 있어, 2기압 이상에서 마취증세가 나타난다는 설명은 옳지 않다.

수심이 10 m 깊어질 때마다 약 1기압씩 높아지는 것, 급격한 감압 시 혈액과 조직에 녹아 있던 질소가 기포를 형성하는 것, 고공성 폐수종이 어른보다 어린이에게 많이 발생하는 것은 이상기압에 관한 타당한 설명이다.

참호족(trench foot)은 저온 다습한 환경에서 장시간 발이 젖은 상태로 노출될 때 발생하는 한랭 손상으로, 저온환경에서 발생하는 대표적인 건강장해에 해당한다.

감압증은 고압환경에서 급격히 감압될 때, 고산병은 고지대의 저기압·저산소 환경에서 발생하는 장해이며, 산식증 역시 저온 자체와는 관련이 없다.

플랜지가 없는 자유공간의 원형 후드에서 필요송풍량은 $Q = V(10X^2 + A)$ 공식으로 구한다. (V: 제어속도, X: 후드에서 오염원까지 거리, A: 후드 개구면적)

개구면적은 $A = \dfrac{\pi}{4}\times(0.2)^2 \approx 0.0314\ \mathrm{m^2}$이고 $X=0.2\ \mathrm{m}$이므로 $10X^2 = 0.4$이다.

따라서 $Q = 0.8\times(0.4+0.0314) \approx 0.345\ \mathrm{m^3/s}$이고, 이를 분당 유량으로 환산하면 $0.345\times60\approx20.7\ \mathrm{m^3/min}$이 된다.

정압조절평형법(설계평형법)은 각 가지덕트의 크기와 형태를 설계 단계에서부터 정밀하게 계산해 댐퍼 없이도 저항을 맞추는 방법이며, 저항조절평형법(댐퍼조절평형법)은 시설을 설치한 뒤 가지덕트에 댐퍼를 두어 운전 중 유량을 조절하는 방법이다.

따라서 댐퍼를 이용한 균형방법을 시설 설치 이전에 유량을 조절하는 방법이라고 설명하는 것은 두 평형법의 특징을 뒤바꾼 것으로 옳지 않다.

원형덕트를 우선적으로 사용하는 것, 합류점에서 정압이 큰 쪽이 흐름을 지배해 지배정압으로 부르는 것, 후드정압을 가속에너지(속도압)와 난류손실의 합으로 표현하는 것은 산업환기 시스템에 관한 타당한 설명이다.

사이클론은 함진 공기를 원통 내부에서 선회시켜 발생하는 원심력으로 입자를 분리해 벽면에 충돌·낙하시키는 공기정화장치로, 원심력을 이용한 집진장치의 대표적인 예이다.

백필터는 여과, 스크러버와 충진탑은 주로 세정(흡수)의 원리를 이용한다는 점에서 사이클론과 구분된다.

전체환기(희석환기)는 오염물질의 독성이 비교적 낮아 노출기준 값이 크고, 발생량이 적으며 발생원이 넓게 분산되어 있는 증기·가스 상태의 오염물질에 적용하기 적합한 방법이다.

노출기준 값이 매우 작을 정도로 독성이 강한 물질은 전체환기로 충분히 희석하기 어려워 국소배기와 같은 별도의 조치가 필요하므로, 이는 전체환기시설의 설치조건과는 거리가 멀다.

제시문은 공기유량이 일정할 때 ㉠ 덕트 직경을 3배로 하면 유속이 얼마로 변하는지, ㉡ 직경은 그대로 두고 유속을 1/4로 하면 압력손실이 얼마로 변하는지를 묻는다.

유량이 일정하면 $Q = AV$에서 유속은 단면적에 반비례한다. 원형 덕트의 단면적은 $A = \dfrac{\pi D^{2}}{4}$로 직경의 제곱에 비례하므로 직경을 3배로 하면 단면적은 9배가 되고, 유속은 $\dfrac{1}{9}$로 줄어든다.

압력손실은 속도압에 비례하고 속도압은 $VP = \dfrac{\gamma V^{2}}{2g}$처럼 유속의 제곱에 비례한다. 따라서 유속을 1/4로 낮추면 압력손실은 $\left(\dfrac{1}{4}\right)^{2} = \dfrac{1}{16}$이 된다.

후드의 유입계수(Ce)는 실제유량과 이론유량의 비로 정의되며, 유입손실이 전혀 없는 이상적인 후드에서는 이 두 값이 같아져 유입계수가 1.0이 된다.

실제 후드는 형태에 따라 마찰 및 와류에 의한 유입손실이 발생하므로 유입계수는 항상 1.0보다 작은 값을 가지며, 플랜지 부착이나 형상 개선을 통해 1.0에 가깝게 만드는 것이 설계 목표가 된다.

전체환기의 필요환기량은 $Q = \dfrac{H_s}{0.3 \times \Delta t}$ 로 구하며, 여기서 $H_s$는 열부하량(kcal/h), $\Delta t$는 실내외 온도차이다. 공기의 비열과 밀도를 곱한 값이 약 0.3 kcal/m³·℃로 근사되기 때문이다.

온도차는 35℃-25℃=10℃이므로 $Q = \dfrac{200000}{0.3 \times 10} \approx 66667\ m^3/h$가 되고, 이를 60으로 나누어 분당 값으로 환산하면 $66667/60 \approx 1111\ m^3/min$으로 약 1100 m³/min에 해당한다.

유해가스의 연소 처리는 유기물질을 고온에서 완전연소시켜 제거하는 방법으로, 1번 처리비용이 낮고, 2번 제거효율(99% 이상)이 매우 높으며, 3번 저농도 가스에도 적용 가능한 장점이 있다. 4번은 연소 처리의 원리상 유입되는 가스의 온도를 충분히 높여야(보통 700~900℃ 이상) 완전연소가 가능한 필수 조건이므로, 이는 처리방법의 특징·장점이 아니라 반드시 갖춰야 할 운영 조건이다. 따라서 "처리방법의 설명"이 아닌 것은 4번이다.

급기구와 배기구에서 분출된 공기의 속도 감쇠는 제트 이론(jet theory)을 따르며, 급기구는 제약된 제트(confined jet), 배기구는 자유 제트(free jet)로 구분된다. 급기구에서 분출된 제트는 주변과의 혼합이 제한되어 속도 감쇠가 느리고, 배기구에서 분출된 제트는 주변 공기와 자유롭게 혼합되어 속도 감쇠가 빠르다.
급기구의 경우 유속이 초속도의 10%가 되는 거리는 약 1d이고, 배기구의 경우 자유 제트의 특성상 약 30d에서 같은 속도에 도달한다. 이는 배기구가 급기구보다 훨씬 더 먼 거리에서 속도가 감소하므로, 실내 기류 분포에서 급기구는 근처에 강한 기류를 형성하고 배기구는 광범위하게 약한 기류를 형성하는 특성을 반영한다.

제시된 보기는 반송속도의 결정, 제어속도의 결정, 송풍기의 선정, 후드 크기의 결정, 덕트 직경의 산출, 필요송풍량의 계산의 여섯 단계다. 국소배기장치 설계는 오염원 쪽에서 시작해 송풍기 쪽으로 진행하는 것이 원칙이다.

먼저 후드로 오염물질을 끌어들이는 데 필요한 제어속도를 결정하고, 그 제어속도와 후드 개구면 조건으로부터 필요송풍량을 계산한다. 다음으로 덕트 안에서 분진이 침강하지 않고 이송되도록 오염물질의 종류에 맞는 반송속도를 결정하면, $Q = A \times V$ 관계로 필요한 단면적이 정해지므로 덕트 직경을 산출할 수 있다.

이어서 배기량에 맞춰 후드의 크기를 결정하고, 마지막으로 후드·덕트·공기정화장치를 모두 합한 총 압력손실과 송풍량을 근거로 송풍기를 선정한다. 즉 제어속도 → 필요송풍량 → 반송속도 → 덕트 직경 → 후드 크기 → 송풍기 순서다.

송풍기 선정이 가장 마지막인 이유는 계통 전체의 압력손실이 확정되어야 필요한 정압과 동력을 알 수 있기 때문이다. 송풍기를 앞쪽에 배치한 나열은 모두 오답이다.

국소배기장치의 설비비(후드·덕트·송풍기의 규격)와 운전 중 전력소모비는 모두 필요 송풍량에 의해 좌우된다. 송풍량이 커질수록 덕트 단면과 송풍기 용량이 커져 투자비가 늘고, 소요동력도 함께 증가하기 때문이다.

따라서 비용을 줄이기 위해 최우선으로 고려할 사항은 후드의 필요 송풍량 자체를 최소화하는 것이다. 반대로 제어속도를 최대한 증가시키거나 발생원과 후드 사이의 거리를 멀리 두는 것은 필요 송풍량을 크게 늘리며, 덕트 직경만 무작정 키우는 것도 반송속도 부족으로 분진이 퇴적될 수 있어 근본적인 절감 대책이 되지 못한다.

공기교환횟수(ACH)는 $ACH = \dfrac{\text{시간당 환기량}}{\text{작업장 부피}}$로 구한다. 작업장 부피는 $20 \times 30 \times 6 = 3600\ m^3$이다.

필요환기량 120 m³/min을 시간당으로 환산하면 $120 \times 60 = 7200\ m^3/h$이며, 이를 부피로 나누면 $7200/3600 = 2$회/시간이 된다.

자연환기는 별도의 동력(송풍기) 없이 실내외의 온도차(중력환기, 굴뚝효과)와 바람에 의한 풍압차를 구동력으로 공기가 이동하는 방식이다.

따라서 자연환기의 효율은 기계적인 요인이 아니라 이 두 가지 자연적 구동력, 즉 실내외 온도차와 풍압의 크기에 의해 좌우된다.

속도압은 유체의 운동에너지에 해당하며 흐름 방향과 무관하게 항상 양(+)의 값을 갖는다. 반면 정압은 덕트 벽면에 작용하는 압력으로, 송풍기를 기준으로 흡입측에서는 음압, 토출측에서는 양압이 되는 등 위치에 따라 부호가 달라진다.

정압은 속도압과 별개로 존재하는 압력 성분이며 속도압에 의존하여 발생하는 값이 아니다. 전압은 이 둘을 합한 값(전압=정압+속도압)으로 정의된다.

공기정화장치의 소요동력은 $kW = \dfrac{\Delta P \times Q}{6120 \times \eta}$($\Delta P$: mmH₂O, $Q$: m³/min, $\eta$: 효율)로 구한다.

압력손실 300 mmH₂O, 처리가스량 1000 m³/min, 효율 0.8을 대입하면 $kW = \dfrac{300 \times 1000}{6120 \times 0.8} = \dfrac{300000}{4896} \approx 61.3$이 된다.

압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례한다(샤를의 법칙, $V_1/T_1 = V_2/T_2$). 절대온도는 섭씨온도에 273을 더해 구한다.

$T_1 = 80+273 = 353\ K$, $T_2 = 21+273 = 294\ K$이므로 $V_2 = 5 \times \dfrac{294}{353} \approx 4.2\ m^3$이 된다. 공기의 밀도는 압력이 일정한 이 조건의 계산에는 직접 필요하지 않다.

송풍기의 전압(FTP)은 토출측(정압+속도압)에서 흡입측(정압+속도압)을 뺀 값이며, 송풍기의 정압(FSP)은 여기서 토출측 속도압을 다시 뺀 값이다.

$FTP = (10+8) - (-200+8) = 18-(-192) = 210\ mmH_2O$이고, $FSP = 210 - 8 = 202\ mmH_2O$가 된다.

외부식 후드는 오염원을 완전히 감싸지 못하므로, 후드로부터 떨어진 지점의 기류속도는 거리에 따라 급격히 줄어든다. 따라서 후드와 작업지점(오염원) 사이의 거리를 줄이면 같은 송풍량으로도 제어속도가 증가한다.

반면 제어속도를 무작정 높이는 것은 송풍량 증가로 이어져 경제적이지 않고, 후드 형상 개선이나 거리 단축으로도 확보할 수 있으므로 송풍기 용량 증대가 반드시 필요한 것은 아니다. 또한 제어속도는 오염물질을 후드 내로 흡인하는 데 필요한 최소기류속도를 의미한다.

포위식 후드는 오염원의 발생 지점을 사방에서 둘러싸는 형태로, 외부 기류의 영향을 거의 받지 않고 적은 제어풍량으로도 오염물질을 효과적으로 포집할 수 있다는 점에서 외부식보다 유리하다.

플랜지는 외부식 후드에도 흔히 부착되어 흡인효율을 높이는 부속 장치이며, 포위식이 외부식보다 우수한 이유를 설명하는 요인은 아니다.

혼합물의 유효비중은 $\dfrac{(\text{증기비중} \times ppm) + 1 \times (10^6-ppm)}{10^6}$으로 구한다.

사염화에틸렌 10000 ppm, 증기비중 5.7을 대입하면 $\dfrac{5.7 \times 10000 + 1 \times 990000}{1000000} = \dfrac{1047000}{1000000} \approx 1.047$이 된다.