Sutton식에서 지상 최대오염도는 굴뚝 유효높이(H)의 제곱에 반비례한다. Sutton식의 지상 최대오염도는 $C_{max} = \dfrac{Q}{2\pi u \sigma_y \sigma_z} \propto \dfrac{1}{H^2}$ 형태로 표현되며, 여기서 H가 증가하면 σ_z(연직 확산계수)가 증가하여 오염도가 감소한다. 굴뚝 유효높이를 3배로 증가시키면 분모의 H² 항이 9배가 되므로, 지상 최대오염도는 처음의 1/9배로 감소한다.

5시간은 300분이므로 배출된 오존은 $0.2\,\mathrm{mg/min}\times300\,\mathrm{min}=60\,\mathrm{mg}$이고, 이를 실내 체적 100m³로 나누면 농도 증가분은 $0.6\,\mathrm{mg/m^3}$이다.

0℃ㆍ1atm에서 O₃(분자량 48)를 부피농도로 바꾸면
$0.6\times\dfrac{22.4}{48}=0.28\,\mathrm{ppm}$

따라서 사용 전 농도를 더하면 $0.1+0.28=0.38\,\mathrm{ppm}$, 즉 380ppb이다.

온위는 공기덩어리를 표준압력까지 단열적으로 옮겼을 때의 온도로, $\theta=T\left(\dfrac{P_0}{P}\right)^{\dfrac{k-1}{k}}$로 구한다.

$T=5+273=278\,\mathrm{K}$, $P=860\,\mathrm{mbar}$, $P_0=1000\,\mathrm{mbar}$, $\dfrac{k-1}{k}=\dfrac{0.4}{1.4}=0.286$을 대입하면
$\theta=278\times\left(\dfrac{1000}{860}\right)^{0.286}=278\times1.044\approx290\,\mathrm{K}$

따라서 약 290K이다. 기압과 기온이 이미 주어졌으므로 고도 2000m는 계산에 쓰이지 않는다.

유효굴뚝높이는 실제높이에 연기상승높이 $\Delta H$를 더한 값이다. $T_s=127+273=400\,\mathrm{K}$, $T_a=27+273=300\,\mathrm{K}$, $p=1000\,\mathrm{mbar}$이다.

Holland 식에 대입하면
$\Delta H=\dfrac{15\times2}{5}\left(1.5+2.68\times10^{-3}\times1000\times\dfrac{400-300}{400}\times2\right)$
$=6\times(1.5+1.34)=17.0\,\mathrm{m}$

따라서 $H_e=45+17.0\approx\,$62.1m이다. 배출가스 온도는 반드시 절대온도로 넣어야 한다.

지표 부근 건조공기의 부피비는 Ar 약 0.93%, Ne 약 18ppm, He 약 5.2ppm, Kr 약 1.1ppm, Xe 약 0.09ppm으로, 보기 중 Xe(크세논)이 가장 낮다.

Ar은 질소ㆍ산소 다음으로 많은 세 번째 성분이라 보기 중 가장 함량이 높다.

LA 스모그는 자동차 배기의 탄화수소와 질소산화물이 강한 햇빛을 받아 한낮에 일으키는 광화학 산화반응이 원인이다. 아침ㆍ저녁의 환원반응으로 설명되는 것은 석탄 연소가 원인인 런던형 스모그다.

나머지는 LA형 스모그의 특징 그대로다 — 석유계 연료 소비 증가, 침강(공중)역전, 오존ㆍ알데하이드 등 옥시던트 생성.

PAN(peroxyacetyl nitrate)의 분자식은 CH₃COOONO₂이다. 보기의 C₆H₅COOONO₂는 벤젠고리를 가진 PBN(peroxybenzoyl nitrate)으로 다른 물질이다.

나머지는 PAN의 알려진 성질이다 — 생육이 왕성한 어린잎에 피해가 크고, 잎 밑부분이 은백색ㆍ청동색으로 변하며, 눈을 자극하고 빛을 산란시켜 가시거리를 줄인다.

평균기온감율이 0.88℃/100m이므로, 고도가 100m 상승할 때마다 기온은 0.88℃씩 감소한다. 100m에서 300m까지 고도 차이는 200m이므로, 기온 감소량은 $0.88 \times \dfrac{200}{100} = 0.88 \times 2 = 1.76℃$이다. 따라서 300m에서의 기온은 $20 - 1.76 = 18.24℃$로, 반올림하면 18.2℃이다.

스테판-볼츠만 법칙에서 흑체의 복사에너지는 절대온도의 4제곱에 비례한다.

$\dfrac{E_2}{E_1}=\left(\dfrac{1800}{1500}\right)^4=1.2^4=2.07$

따라서 약 2.1배가 된다. 이미 절대온도(K)로 주어졌으므로 별도 환산이 필요 없다.

오존층 보호를 위한 국제협약은 1985년 비엔나협약(기본 협약)과 규제물질ㆍ감축일정을 구체화한 1987년 몬트리올의정서다.

나머지는 대상이 다르다.

• 바젤협약 — 유해폐기물의 국가 간 이동 규제
• 오슬로협약 — 폐기물의 해양투기 규제
• 람사협약 — 물새 서식지인 습지 보호

가시거리와 먼지농도의 관계식 $L_v=\dfrac{5.2\,\rho\,r}{K\,C}$를 농도 C에 대해 정리해 푼다.

$\rho=1700\,\mathrm{mg/cm^3}=1.7\,\mathrm{g/cm^3}$, $K=4.5$, $L_v=959\,\mathrm{m}$이고 직경 0.4μm의 반경은 0.2μm이므로
$C=\dfrac{5.2\times1.7\times0.2}{4.5\times959}=4.1\times10^{-4}\,\mathrm{g/m^3}$

따라서 약 0.41mg/m³이다. 직경을 그대로 넣으면 값이 2배가 되므로 주의한다.

오존은 원자상태 산소(O)보다 반응성이 약해, 탄화수소를 산화시키는 속도도 원자상태 산소에 의한 산화보다 훨씬 느리다. 빠르다는 설명이 틀렸다.

나머지는 오존의 성질 그대로다 — 산화력이 강해 눈을 자극하고 물에 잘 녹지 않으며, 지표 오존은 NO₂로 산화된 NO량에 비례해 늘고, 과산화기가 산소와 반응해 오존이 만들어지기도 한다.

대기 중 평균 체류시간은 반응성이 낮을수록 길다. O₂는 수천 년, N₂O는 약 100년, CH₄는 약 10년, CO는 수개월 정도다.

따라서 순서는 O₂ > N₂O > CH₄ > CO가 된다. CO가 가장 짧고 O₂가 가장 길다는 두 끝만 잡아도 답이 갈린다.

전향력(코리올리 힘)은 운동 방향을 변화시키지만 속도의 크기는 변화시키지 않는 관성력이다. 보기 1은 "운동방향은 변화시키지 않지만, 속도에는 영향을 미친다"고 설명하여 전향력의 본질과 정반대를 주장하므로 가장 거리가 멀다. 보기 2는 북반구에서 운동방향의 오른쪽으로 작용하는 특성을 올바르게 설명하고, 보기 3은 극지방에서 최대, 적도에서 0이 되는 위도별 변화를 정확히 나타내며, 보기 4는 전향력 $F = 2m\Omega V\sin\phi$ (Ω: 지구자전 각속도, V: 풍속, φ: 위도)로 표현되어 모두 정확하다.

겨자와 해바라기는 암모니아에 약한(민감한) 식물로 분류된다. 강한 식물의 예로 든 것이 반대로 되어 있다.

나머지는 알려진 내용이다 — 토마토ㆍ메밀은 40ppm 정도에서 1시간이면 피해가 나타나고, 초기 증상은 잎 선단부의 가벼운 황화현상이며, 암모니아의 독성 정도는 염화수소와 비슷한 수준으로 본다.

최대혼합깊이(MMD)는 지표가 데워져 생긴 열부상 대류가 도달하는 혼합층의 높이로, 오염물질이 연직으로 섞일 수 있는 범위를 뜻한다.

대류로 정해지는 값이므로 보통 오후에 가장 크고 새벽에 가장 작으며, MMD가 작을수록 오염물질이 갇혀 농도가 높아진다.

석면은 Mg·Fe·Na·Ca 등이 결합한 규산염(Si-O) 광물로, 백석면은 Mg₃Si₂O₅(OH)₄, 청석면은 Na₂Fe₅Si₈O₂₂(OH)₂ 형태다.

여기에 K(칼륨)은 들어가지 않으므로 구성성분과 거리가 멀다.

석면폐증은 흡입된 섬유가 가라앉기 쉬운 폐 하엽(아래쪽)에서 주로 시작한다. 상엽에서 주로 발생한다는 설명이 틀렸다.

나머지는 맞다 — 폐가 섬유화되면 신축성이 떨어져 혈액으로의 산소공급이 불충분해지고, 비가역적이어서 석면 노출이 끝난 뒤에도 악화될 수 있다.

연료 속 질소가 NO로 바뀌는 비율(fuel NOx 전환율)은 연소조건에 따라 수십 퍼센트에 이르러, 보기의 2~5%보다 훨씬 크다.

나머지는 맞다 — 인위적 NOx는 대부분 연소과정에서 나오고 광화학스모그의 원인물질이며, 연소 초기에 생기는 것은 대부분 NO로 대기 중에서 서서히 NO₂로 산화된다.

온실기체가 구조나 열축적 능력에 따라 온실효과를 일으키는 잠재력을 지수로 나타낸 것은 GWP(지구온난화지수)다. GHG는 온실가스(greenhouse gas) 자체를 가리키는 말이라 ㉠에 들어갈 수 없다.

CO₂를 1로 놓으면 CH₄ 약 21, N₂O 약 310인 데 비해 SF₆는 약 23,900으로 가장 크다.

미분탄 연소는 석탄을 잘게 갈아 공기와 함께 불어 넣는 방식이라 부하변동 적응이 좋고 대형ㆍ대용량 설비에 적합하다. 설명이 반대로 되어 있다.

나머지는 미분탄 연소의 특징이다 — 분쇄설비 탓에 설비비ㆍ유지비가 크고 재의 비산이 많아 집진장치가 필요하며, 연소제어가 쉽고 점화ㆍ소화 손실이 적고, 스토커에 맞지 않는 점결탄ㆍ저발열량탄도 쓸 수 있다.

공연비(A/F)는 예혼합연소에서 공기와 연료의 질량비(또는 부피비)를 뜻하므로 맞는 설명이다.

나머지는 다음과 같이 틀렸다.

• 등가비가 1보다 크면 공기가 아니라 연료가 과잉인 상태다
• 등가비와 공기비는 서로 역수 관계여서 반비례한다
• 최대탄산가스량은 실제가 아니라 이론 건조연소가스량을 기준으로 한 값이다

C_mH_n 1Sm³의 이론산소량은 $m+\dfrac{n}{4}$이고, 이론공기량은 이를 0.21로 나눈 값이다.

이론공기량이 19Sm³이므로
$m+\dfrac{n}{4}=19\times0.21=3.99\approx4$

C₃H₄는 $3+\dfrac{4}{4}=4$로 조건에 맞는다($4\div0.21=19.05\,\mathrm{Sm^3}$). C₂H₄는 3, C₂H₂는 2.5, C₃H₈은 5로 모두 어긋난다.

회전식 버너의 분무 입경은 유압식(압력분무식)보다 오히려 크거나 비슷하다. 1/10 이하로 작아진다는 설명이 틀렸다.

나머지는 회전식 버너의 특징이다 — 고속 회전컵의 원심력과 공기로 분무하고, 연료유 점도가 낮을수록 분무입경이 작아지며, 분무각 40°~80°에 유량조절범위도 1:5 정도로 비교적 넓다.

LPG는 프로판ㆍ부탄이 주성분이라 공기보다 무겁고, 상온에서도 비교적 낮은 압력으로 쉽게 액화된다. 그래서 누출되면 바닥에 깔려 위험하다.

나머지는 맞다 — 액체에서 기체로 바뀔 때 증발열을 수반하고, 발열량이 20,000~30,000kcal/Sm³로 높다.

먼저 배기가스 조성으로 공기비를 구한다.
$m=\dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2}-3.76\,\mathrm{O_2}}=\dfrac{84}{84-3.76\times3.5}=1.19$

이론공기량은 연료 조성으로 구한다.
$A_0=8.89C+26.67H=8.89\times0.86+26.67\times0.14=11.38\,\mathrm{Sm^3/kg}$

따라서 매시간 필요한 실제 공기량은
$1.19\times11.38\times30\approx406\,\mathrm{Sm^3/hr}$

기체연료는 공기와 잘 섞이기 때문에 적은 과잉공기로도 완전연소가 되는 것이 장점이다. 많은 과잉공기가 소모된다는 설명이 틀렸다.

나머지는 기체연료의 특징이다 — 예열ㆍ혼합이 쉬워 저발열량 연료로도 고온을 얻을 수 있고, 저장ㆍ수송이 까다로워 시설비가 많이 들며, 황분이 적고 연소조절이 쉽다.

과잉공기가 지나치면 여분의 공기가 열을 빼앗아 연소실은 물론 배기가스 온도도 낮아지고, 산소가 남아돌아 매연은 오히려 줄어든다. 배기가스 온도가 높아지고 매연이 증가한다는 설명이 틀렸다.

나머지는 맞다 — 배기가스량이 늘어 배기 열손실이 커지고 열효율이 떨어지며, 과잉산소 때문에 NOx가 증가할 수 있다.

저온부식은 배기가스가 산노점(대략 150℃ 부근) 이하로 식는 저온 전열면에서 황산ㆍ질산 증기가 응축해 일어난다. 250℃ 이상의 전열면에서 응축한다는 설명이 틀렸다.

나머지는 저온부식 대책 그대로다 — 연소가스 온도를 산노점보다 높게 유지하고, 예열공기 사용ㆍ보온시공으로 금속표면 온도를 올리며, 저온부에 내식 피복을 한다.

분무연소는 액체연료를 미립화해 표면적을 크게 키우므로 고부하 연소가 가능하다. 불가능하다는 설명이 틀렸다.

나머지는 맞다 — 포트 액면연소의 연소속도는 주위 공기 흐름속도에 거의 비례하고, 심지연소는 공기 유속이 낮고 온도가 높을수록 화염이 높아지며, 증발연소는 석유스토브ㆍ소형 보일러처럼 경질유를 쓰는 소형 장치에 쓰인다.

착화온도는 반응 활성도가 클수록 낮아진다. 활성도가 작을수록 낮아진다는 설명은 반대다.

나머지는 맞다 — 휘발분이 적고 고정탄소가 많을수록(=탄화도가 높을수록) 착화온도가 높아지고, 산소농도가 높아지면 낮아진다.

단위가 Sm³당이 아니라 mol당이므로 분자 하나가 클수록, 즉 탄소수가 많을수록 발열량이 커진다. 보기 중에서는 n-펜테인(C₅H₁₂)이 약 3,500kJ/mol로 가장 크다.

일산화탄소 약 283, 메테인 약 890, 에테인 약 1,560kJ/mol 순으로 커진다.

메탄의 완전연소식은 $\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}$이므로 이론공기량은 $A_0=\dfrac{2}{0.21}=9.52\,\mathrm{Sm^3/Sm^3}$이고, 이론 습연소가스량은
$G_0=0.79\times9.52+1+2=10.52\,\mathrm{Sm^3/Sm^3}$

몰비열을 22.4로 나눠 연소가스 1Sm³당 평균 열용량을 구하면
$\dfrac{1\times13.1+2\times10.5+7.52\times8.0}{22.4}=4.21\,\mathrm{kcal/(Sm^3\cdot ^\circ C)}$

따라서 이론연소온도는 공급온도 25℃를 더해
$t=\dfrac{8600}{4.21}+25\approx2070\,^\circ\mathrm{C}$

최대탄산가스량은 이론공기량으로 완전연소했을 때의 건조가스 기준 CO₂ 백분율이므로, 공기비 1.1은 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

$A_0=8.89\times0.85+26.67\times0.15=11.56\,\mathrm{Sm^3/kg}$, CO₂ 발생량은 $1.867\times0.85=1.59\,\mathrm{Sm^3/kg}$이므로 이론 건조연소가스량은
$G_{0d}=0.79\times11.56+1.59=10.72\,\mathrm{Sm^3/kg}$

따라서 $\mathrm{CO_2max}=\dfrac{1.59}{10.72}\times100\approx14.8\%$이다.

저위발열량은 고위발열량에서 배기가스 속 수증기의 응축열을 뺀 값이다.
$H_l=H_h-600(9H+W)$

H=0.08, W=0.02를 대입하면
$H_l=8000-600\times(9\times0.08+0.02)=8000-444=7556\,\mathrm{kcal/kg}$

수소는 연소하면서 자기 질량의 9배에 해당하는 물을 만들기 때문에 9H로 계산한다.

중합ㆍ고리화 반응이 잘 일어나는 탄화수소일수록 그을음의 씨앗이 되는 다환 화합물이 쉽게 만들어져 매연 발생이 많아진다. 적다는 설명이 반대다.

나머지는 맞다 — C/H비가 클수록, 그리고 탄소결합 절단보다 탈수소가 쉬울수록 매연이 잘 생기며, 분해ㆍ산화가 쉬운 탄화수소는 매연이 적다.

Arrhenius 식을 두 온도에 대해 쓰면 $\ln\dfrac{k_2}{k_1}=\dfrac{E_a}{R}\left(\dfrac{1}{T_1}-\dfrac{1}{T_2}\right)$이다.

$T_1=300\,\mathrm{K}$, $T_2=350\,\mathrm{K}$, $k_2/k_1=3$, $R=1.987\,\mathrm{cal/(mol\cdot K)}$을 대입하면
$\ln 3=\dfrac{E_a}{1.987}\left(\dfrac{1}{300}-\dfrac{1}{350}\right)=\dfrac{E_a}{1.987}\times4.762\times10^{-4}$

따라서 $E_a\approx4585\,\mathrm{cal/mol}$, 즉 약 4.6kcal/mol이다.

이론공기량은 연료 1단위가 완전연소하는데 필요한 공기의 양으로, 연료의 발열량과 성분 조성에 따라 결정된다. 탄소(C)는 순수 원소 연료로서 완전연소 시 CO₂로 산화되며, 이론공기량은 약 11.5 Sm³/Sm³이다. 반면 석탄가스는 CO, H₂, N₂, CO₂ 등의 혼합가스로 이미 일부 산화된 성분이 포함되어 이론공기량이 약 5~6 Sm³/Sm³, 발생로가스는 약 2~3 Sm³/Sm³, 고로가스도 약 0.5~1 Sm³/Sm³ 수준으로 탄소에 비해 현저히 낮다. 따라서 이론공기량이 가장 큰 연료는 탄소이다.

착화온도는 기체연료가 가장 높고 액체ㆍ고체 연료로 갈수록 낮아지는 경향이 있다. 보기 중에서는 메테인이 주성분인 천연가스가 약 630℃로 가장 높다.

황은 약 230℃, 휘발유는 약 300℃, 중유는 약 250~400℃ 수준이다.

먼저 이론산소량을 구한다.
$O_0=1.867\times0.84+5.6\times0.13+0.7\times0.02=2.31\,\mathrm{Sm^3/kg}$

습배출가스량은 공급공기에서 소비된 산소를 빼고 연소생성물을 더해 구한다.
$G_w=15-2.31+1.867\times0.84+11.2\times0.13+0.7\times0.02+0.8\times0.01=15.74\,\mathrm{Sm^3/kg}$

SO₂ 발생량은 $0.7\times0.02=0.014\,\mathrm{Sm^3/kg}$이므로
$\dfrac{0.014}{15.74}\times10^6\approx890\,\mathrm{ppm}$

공기로 희석하면 농도만 낮아질 뿐 대기로 나가는 VOCs 총량은 그대로여서 배출량 저감 대책이 될 수 없다.

나머지는 실제로 쓰이는 저감수단이다 — 저VOC 물질로 대체, 연소(소각ㆍ촉매산화)로 무해화, 활성탄 같은 고체흡착제로 흡착 제거.

충전물은 기체와 액체의 접촉면적을 최대한 키워야 하므로 단위체적당 표면적과 충전밀도가 커야 한다. 충전밀도가 작아야 한다는 설명이 틀렸다.

동시에 가스가 잘 통하도록 공극률이 크고 압력손실이 작아야 하며, 가볍고 내식성ㆍ내열성을 갖춰야 한다.

점성계수를 밀도로 나눈 값은 레이놀즈수가 아니라 동점성계수 $\nu$이다.

레이놀즈수는 $Re=\dfrac{\rho v D}{\mu}=\dfrac{vD}{\nu}$로 정의되는 관성력과 점성력의 비이며, 차원이 모두 상쇄되는 무차원수다.

암모니아는 먼지의 전기비저항이 너무 낮을 때 재비산을 막으려고 넣는 조절제라, 비저항을 낮추는 용도와는 거리가 멀다.

전기비저항이 높으면(대략 10¹²Ω·cm 이상) 역전리가 생겨 집진효율이 떨어지므로, 수증기ㆍH₂SO₄(SO₃)ㆍNaCl 등을 주입해 먼지 표면의 전도성을 높여 비저항을 낮춘다.

세정집진장치를 물 공급방식으로 나누면 가압수식(액분산형)에는 벤튜리 스크러버·제트 스크러버·사이클론 스크러버·충전탑·분무탑(Spray Tower)·다공판탑이 속하고, 임펄스 스크러버는 타이젠 와셔와 함께 회전식으로 분류된다.

회전식은 회전날개가 물을 미립화해 함진가스와 접촉시키는 방식이라, 물을 가압해 노즐로 뿜어 주는 가압수식과 원리가 다르다.

송풍기 상사법칙에서 풍압은 회전수의 제곱에 비례한다: $P \propto N^2$.

회전수를 2배로 하면 $\dfrac{P_2}{P_1}=2^2=4$이므로 풍압은 4배가 된다.

같은 법칙에서 풍량은 회전수에 비례해 2배, 동력은 세제곱에 비례해 8배가 된다.

완전연소식 $\mathrm{C}+\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{CO_2}$에서 탄소 12kg이 CO₂ 22.4S㎥를 만든다.

해로운 상태가 되는 CO₂ 부피는 $600\times0.05=30\,\mathrm{m^3}$이고, 이에 필요한 탄소량은
$30\times\dfrac{12}{22.4}=16.07\,\mathrm{kg}$

숯의 탄소 함량이 80%이므로 태워야 할 숯의 양은
$\dfrac{16.07}{0.8}\approx 20\,\mathrm{kg}$

헨리 법칙 $p=H\cdot C$에서 헨리 정수는 $H=\dfrac{p}{C}$이다.

분압을 mmHg에서 atm으로 환산하면 $p=\dfrac{40}{760}=0.0526\,\mathrm{atm}$이고, 이를 대입하면
$H=\dfrac{0.0526}{16.5}\approx 3.2\times10^{-3}\,\mathrm{atm\cdot m^3/kmol}$

단위 환산을 빠뜨리면 40/16.5 형태의 엉뚱한 값이 나오므로 주의한다.

먼지층의 겉보기 전기저항은 옴의 법칙에서 절연파괴 전계강도를 이온전류밀도로 나눠 구한다.

$\rho=\dfrac{E}{j}=\dfrac{5\times10^{3}}{2\times10^{-8}}=2.5\times10^{11}\,\Omega\cdot\mathrm{cm}$

전기집진에 적합한 비저항은 $10^{4}\sim10^{11}\,\Omega\cdot\mathrm{cm}$ 범위이고, 이보다 큰 고비저항 영역에서는 먼지층에 쌓인 전하가 빠져나가지 못해 층 내부에서 국부 절연파괴가 일어나는 역전리 현상이 문제가 된다.

건식 석회석 주입법은 노 안에 석회석 분말을 직접 불어넣는 단순한 방식이라 부대시설이 거의 필요 없는 대신 아황산가스 제거효율이 30~40% 수준으로 낮다.

초기 투자비가 적어 소규모·노후 보일러에 쓰였고, 습식과 달리 물을 쓰지 않아 배기가스 온도가 잘 떨어지지 않는다. 노 내 반응은 소성·흡수·산화의 3단계로 구분한다.

장갑부착 상자형(Glove box형)은 발생원을 상자로 완전히 둘러싸고 장갑을 통해 작업하는 포위식(밀폐식) 후드다.

외부식 후드는 발생원에서 떨어진 곳에서 흡인기류로 오염물질을 끌어당기는 형식이며, 슬로트형·그리드형·루버형·푸시풀형 등이 여기에 속한다.

목면(면)은 셀룰로오스 계열이라 산에 쉽게 가수분해되어 내산성이 없고, 대신 알칼리에는 비교적 강하다.

카네카론(모다크릴)·비닐론·글라스화이버는 산성 배가스에 견디는 여과재로 내산성 용도에 쓸 수 있다.

다공판탑의 가스 겉보기 속도는 0.1~1m/s 정도로, 10~20m/s는 벤튜리 스크러버 목부에나 해당하는 지나치게 큰 값이다.

나머지는 다공판탑의 일반적 특성으로, 액가스비 0.3~5L/m³, 단당 압력손실 100~200mmH₂O이며 고체 부유물이 생겨도 판 위에서 처리할 수 있다. 다만 가스량 변동이 심하면 판 위 액층이 유지되지 않아 조업이 곤란하다.

중력침강실에서 완전히 제거되는 최소입경은 스토크스 침강속도로 체류시간 안에 유효 침강높이를 통과하는 조건에서 구한다.

$d_{min}=\sqrt{\dfrac{18\,\mu\,H\,V}{g(\rho_p-\rho)\,L\,n}}$
여기에 $\mu=2.1\times10^{-5}$, $H=2\,\mathrm{m}$, $V=0.2\,\mathrm{m/s}$, $\rho_p=1600\,\mathrm{kg/m^3}$, $L=5\,\mathrm{m}$, 단수 n=8을 대입하면
$d_{min}=\sqrt{\dfrac{18\times2.1\times10^{-5}\times2\times0.2}{9.8\times1600\times5\times8}}=1.55\times10^{-5}\,\mathrm{m}$

따라서 약 15.5μm이다. 바닥을 포함한 평행판 8개로 침강거리가 1/8로 줄어드는 점이 이 문제의 핵심이다.

필요한 총 여과면적은 처리가스량을 여과속도로 나눠 구한다.
$A=\dfrac{Q}{V_f}=\dfrac{4}{0.04}=100\,\mathrm{m^2}$

원통형 백 1개의 여과면적은 옆면적이므로
$A_1=\pi D H=\pi\times0.2\times3=1.885\,\mathrm{m^2}$
따라서 $N=\dfrac{100}{1.885}=53.1$

개수는 소수로 둘 수 없어 올림하므로 54개가 필요하다.

CuO 공정의 운전온도는 약 300~450℃로, 850~1000℃는 담체와 촉매가 견딜 수 없는 지나치게 높은 값이다. 흡착 생성물도 CuSO₂가 아니라 CuSO₄다.

알루미나 담체에 함침된 CuO가 SO₂를 흡착해 CuSO₄로 바뀌고, 이 CuSO₄가 암모니아에 의한 NOx 선택적 촉매환원의 촉매로도 함께 작용하는 것이 이 공정의 원리다.

벤튜리 스크러버는 유수식이 아니라 가압수식(액분산형)이며, 목(throat)부의 처리가스 유속도 60~90m/s로 15~30m/s보다 훨씬 빠르다.

나머지는 옳은 설명이다. 물방울 입경과 먼지 입경의 비는 150:1 전후가 적당하고, 친수성이면서 10μm 이상인 큰 입자는 액가스비 0.3L/m³ 전후(소수성 미세입자는 1.5L/m³ 전후)를 쓰며, 세정액 소요량이 많고 먼지·가스 유동에 민감하다.

중력침강실의 집진효율은 $\eta\propto\dfrac{V_g L}{V H}$이므로 중력장의 길이가 길수록 효율이 높아진다. 짧을수록 좋다는 서술이 틀렸다.

반대로 침강실 높이는 낮을수록, 처리가스 속도는 느릴수록(입구폭이 클수록 유속이 떨어진다) 미세입자까지 포집되며, 다단으로 만들면 효율은 오르지만 압력손실도 함께 커진다.

NSCR(비선택적 촉매환원법)은 배가스 중 산소를 먼저 소비시킨 뒤 NOx를 환원하는 방식이라, 산소와도 반응하는 CH₄·H₂·CO 같은 연료계 환원제를 쓴다.

NH₃는 산소와는 거의 반응하지 않고 NOx만 골라 환원하므로 SCR(선택적 촉매환원법)의 대표 환원제다.

전하량 $q=ne_0$인 하전입자가 전계강도 E 안에서 받는 쿨롱힘은 $F=qE=\boldsymbol{n e_0 E}$이다.

$3\pi\mu D V_e$는 입자가 가스 속을 이동할 때 받는 스토크스 저항력이며, 쿨롱힘과 이 저항력이 균형을 이루는 지점에서 입자 분리속도 $V_e$가 정해진다.

표준산소농도 보정식은 $C=C_a\times\dfrac{21-O_s}{21-O_a}$이다($O_s$: 표준산소농도, $O_a$: 실측산소농도).

대입하면
$C=741\times\dfrac{21-4}{21-7}=741\times\dfrac{17}{14}\approx 900\,\mathrm{ppm}$

실측 산소농도가 표준값보다 높다는 것은 배가스가 공기로 희석된 상태라는 뜻이므로, 보정하면 농도가 올라간다.

탄화수소·알코올·케톤처럼 탄소를 가진 유기화합물 전반에 감도가 좋은 것은 불꽃이온화검출기(FID)이지 ECD가 아니다.

ECD는 Ni-63이나 삼중수소의 β선이 운반기체를 전리시켜 만든 전자구름을 시료가 포획할 때 전류가 줄어드는 것을 재는 방식이라, 전자친화력이 큰 원소(할로겐·나이트로기·유기금속)를 가진 화합물만 수 ppt 수준까지 선택적으로 검출한다.

흡광차분광법에서 주로 쓰는 검출기는 광전자증배관(PMT) 또는 광 다이오드 어레이이며, 자외선·가시선 흡수 검출기라는 서술은 맞지 않는다.

나머지는 규정된 장치 구성과 적용범위 그대로다. 광원은 180~2850nm 파장의 제논램프, 분광계는 Czerny-Turner 방식이나 Holographic 방식을 쓰며, 아황산가스·질소산화물·오존 등의 측정에 적용한다.

이온크로마토그래프는 이동상이 흐르는 순서대로 용리액조 → 송액펌프 → 시료주입장치 → 분리관 → 서프렛서 → 검출기(→ 기록계)로 배치된다.

용리액을 펌프로 밀어 시료를 실어 보내고, 분리관에서 이온을 분리한 뒤 서프렛서로 용리액의 전기전도도를 낮춰 배경을 줄인 다음 검출기로 측정한다. 서프렛서는 반드시 분리관 뒤·검출기 앞에 온다.

미광(stray light)은 측정하려는 파장 외의 빛이 섞여 들어오는 현상으로, 특정 파장 영역을 잘라내는 컷 필터(cut filter)를 넣었을 때 나타나는 투과율 변화로 유무를 조사한다.

홀뮴 유리는 흡수 봉우리 위치가 정해져 있어 파장 눈금 교정에 쓰는 것이므로 용도가 다르다.

등속흡입량은 배출가스 유속에 노즐 단면적을 곱한 뒤 수분·온도·압력 보정을 차례로 적용해 구한다.
$q_m=V_s A\left(1-\dfrac{X_w}{100}\right)\dfrac{273+\theta_m}{273+\theta_s}\cdot\dfrac{P_a+P_s}{P_a+P_m}\times 60\times 10^3$

노즐 단면적은 $A=\dfrac{\pi}{4}(0.006)^2=2.83\times10^{-5}\,\mathrm{m^2}$이므로 유속 7.5m/s를 곱해 분당으로 바꾸면 12.7L/min이다.

여기에 수분 보정 $(1-0.1)$, 온도 보정 $\dfrac{273+20}{273+125}=0.736$, 압력 보정 $\dfrac{765-1.5}{765+1}=0.997$을 곱하면
$12.7\times0.9\times0.736\times0.997\approx 8.4\,\mathrm{L/min}$
측정점 정압이 음압(-1.5mmHg)이라는 점을 놓치지 않아야 한다.

흡광도 측정은 눈금판의 지시가 안정되어 있는지 확인하는 일부터 시작한다. 지시가 흔들리는 상태에서 영점이나 100을 맞추면 이후 측정값이 모두 어긋난다.

그다음 광로를 차단하고 대조셀로 영점을 맞춘 뒤, 광속을 통해 눈금 100에 맞추고, 마지막에 시료셀을 광로에 넣어 흡광도(또는 투과율)를 읽는 순서로 진행한다.

인도페놀법에서는 분석용 시료용액 10mL에 페놀-나이트로프루시드소듐 용액과 하이포아염소산소듐 용액을 각각 5mL씩 가한다. 10mL씩 가한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 규정된 조건 그대로다. 시료채취량 20L 기준 적용농도는 약 1.2~12.5ppm, 발색은 액온 25~30℃에서 1시간 방치, 측정파장은 640nm 부근이다.

불소수지(PTFE) 도관은 내열성이 좋아 배출가스 온도 약 200℃까지 쓸 수 있으므로, 100℃ 이상에서 사용할 수 없다는 서술이 틀렸다.

나머지는 규정대로다. 채취관은 안지름 6~25mm 정도를 쓰고, 채취점까지 닿는 길이에 고온 시 휨을 막는 조치를 하며, 여과재 삽입부는 교환하기 쉬운 구조여야 한다.

베타선법은 여과지에 포집한 입자상 물질에 β선을 쬐어 흡수 정도로 질량을 재는 먼지(PM) 측정법이므로 옥시던트 측정법이 될 수 없다.

환경대기 중 옥시던트(오존으로서)는 자외선광도법을 주시험법으로 하고 중성요오드화칼륨법·화학발광법 등을 쓴다. 나머지 연결(질소산화물-살츠만법, 일산화탄소-불꽃이온화검출기법, 아황산가스-파라로자닐린법)은 옳다.

중화적정법은 시료가스 중 암모니아를 붕산용액에 흡수시킨 뒤 지시약을 넣고 황산 표준용액으로 적정해 정량한다.

흡수액이 산성이 매우 약한 붕산이므로 NaOH가 아니라 산으로 적정하는 것이 맞고, 지시약은 메틸레드-브로모크레졸그린 혼합지시약을 쓴다. 또 적정법은 인도페놀법보다 높은 농도 구간에 쓰는 방법이다.

휴대용 VOCs 측정기기의 응답시간은 30초보다 작거나 같아야 하므로, 60초 이하라는 서술이 틀렸다.

나머지는 규정된 성능기준이다. 계기눈금은 표시된 누출농도의 ±5%를 읽을 수 있어야 하고, 펌프를 내장해 0.5~3L/min으로 시료를 연속 공급해야 하며, 측정 대상 화합물의 반응인자는 10보다 작아야 한다.

굴뚝 배출가스 중 브롬화합물의 흡수액은 수산화소듐용액(질량분율 0.4%)이다. 알칼리 용액에 흡수시켜 브로민화 이온으로 붙잡은 뒤 정량한다.

나머지는 다른 항목의 흡수액으로, 붕산용액은 암모니아, 다이에틸아민동용액은 이황화탄소에 쓴다.

벤젠 분석용 채취관·도관 재질로는 경질유리·석영·스테인리스강·불소수지가 규정되어 있고, 보통강철은 포함되지 않는다.

보통강철은 표면의 녹·스케일에 벤젠 같은 유기화합물이 흡착되고 부식으로 시료가 변질될 수 있어 제외된다.

중공음극램프는 목적원소로 만든 중공음극을 저압의 불활성기체(네온·아르곤)와 함께 봉입한 방전관이다. '고압의 질소'라는 서술이 틀렸다.

나머지 정의는 옳다. 역화는 연소속도가 혼합기체 분출속도보다 클 때 불꽃이 내부로 옮겨가는 현상, 멀티 패스는 반사로 광로를 늘려 흡수를 키우는 것, 공명선은 흡수한 빛을 다시 방출하며 원래 상태로 돌아갈 때 나오는 스펙트럼선이다.

제로드리프트는 연속자동측정기가 정상 가동되는 조건에서 제로가스를 일정 시간 흘려준 뒤 출력신호가 변화된 정도를 뜻하며, 이 서술이 규정 정의와 일치한다.

나머지는 각각 어긋난다.

• 편향은 우연오차가 아니라 측정결과에 치우침을 주는 계통오차다.
• 예기치 않은 수리·조정·부품교환 없이 연속 가동할 수 있는 최대시간은 시험가동시간이 아니라 최대무보수 연속운전시간의 정의다.
• 점 측정 시스템은 굴뚝 단면 직경의 10% 이하 경로 또는 하나의 지점에서 측정하는 시스템이다.

위상차현미경 계수에서 후광이나 차광이 생기면 섬유의 윤곽 판별이 어려워져 계수값이 달라지므로, 측정에 영향을 미치지 않는다는 서술이 틀렸다.

나머지는 규정대로다. 농도는 20℃·1기압 기체 1mL당 섬유 개수(개/mL)로 표시하고, 셀룰로오스 에스테르를 원료로 한 멤브레인 필터에 강제 흡인으로 포집한 뒤 위상차현미경으로 계수한다.

원형 굴뚝의 측정점 수는 직경 구간별로 정해져 있고, 직경 2m 초과 4m 이하이면 반경구분수 3, 측정점 수 12이다.

1m 이하는 4점, 1m 초과 2m 이하는 8점, 4m 초과 4.5m 이하는 16점, 4.5m 초과는 20점이다.

안정된 직류를 공급하는 전원회로·전류조절부·신호검출 전기회로 등으로 구성되고 운반기체와 시료의 열전도도 차를 재는 검출기는 열전도도검출기(TCD)다.

모든 화합물에 응답해 분석 대상에 제한이 없고, 값이 싸며 시료를 파괴하지 않는 것이 장점이다. 다만 FID·ECD 같은 선택적 검출기에 비해 감도가 낮다.

연료용 유류 중의 황 함유량은 시료에 방사선을 쬐어 발생하는 황의 특성 형광 X선 세기로 정량하는 방사선식 여기법으로 측정한다.

별도의 전처리 없이 시료를 그대로 측정할 수 있어, 저황유 사용 여부 확인 같은 현장 검사에 적합하다.

환경정책기본법 제3조는 환경용량을 "일정한 지역에서 환경오염 또는 환경훼손에 대하여 환경이 스스로 수용·정화 및 복원하여 환경의 질을 유지할 수 있는 한계"로 정의한다.

같은 조에서 환경기준은 국민 건강 보호와 쾌적한 환경 조성을 위해 유지되는 것이 바람직한 기준, 환경보전은 환경을 훼손·오염으로부터 보호하고 개선하는 행위를 뜻한다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 18에 따라 2016년 1월 1일 이후 제작된 휘발유 경자동차의 배출가스 보증기간은 15년 또는 240,000km이며, 소형·중형 승용·화물자동차도 같다.

같은 시기라도 연료가 다르면 기준이 달라져, 가스 경자동차는 10년 또는 192,000km, 경유 경자동차(택시 제외)는 10년 또는 160,000km가 적용된다.

환경정책기본법 시행령 별표 1의 대기 환경기준에서 아황산가스(SO₂)는 연간 평균 0.02ppm 이하, 24시간 평균 0.05ppm 이하, 1시간 평균 0.15ppm 이하다.

이산화질소는 연간 0.03, 24시간 0.06, 1시간 0.10ppm 이하로 수치가 섞이기 쉬우니 구분해 외운다.

대기환경보전법 시행규칙 제35조는 시운전 기간을 신고한 배출시설·방지시설의 가동개시일부터 30일까지의 기간으로 정하고 있다.

이 기간에는 개선명령·조업정지명령 등의 규정 적용이 유예되어, 새로 설치한 시설을 정상 운전 상태로 맞출 시간을 준다.

대기환경보전법 시행령 제38조제3항에 따라 과징금은 조업정지일수에 1일당 300만원과 규모별 부과계수를 곱해 산정하며, 2종사업장의 부과계수는 1.5다.

부과계수는 1종 2.0, 2종 1.5, 3종 1.0, 4종 0.7, 5종 0.4이고, 사업장 분류기준에 해당하지 않는 경우에는 5종 계수(0.4)를 적용한다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 36 행정처분기준에서, 굴뚝 자동측정기기 부착이 면제된 보일러가 6개월 이내에 청정연료로 바꾸지 않은 경우 1차 경고, 2차 경고, 3차 조업정지 10일, 4차 조업정지 30일이다.

같은 면제 사유라도 배출시설을 6개월 이내에 폐쇄하지 않은 경우는 3차에서 바로 폐쇄로 이어져 처분 수위가 다르다.

대기환경보전법 시행령 제11조제3항이 정한 첨부서류는 원료 사용량·제품 생산량과 오염물질 배출량을 예측한 명세서, 배출시설 및 방지시설의 설치명세서, 방지시설의 일반도, 방지시설의 연간 유지관리 계획서 등이다.

실시계획도면은 이 목록에 없다. 요구되는 것은 방지시설의 구조를 보여 주는 일반도이지 공사 실시계획도면이 아니다.

악취방지법 시행규칙 별표 8(악취검사기관의 준수사항)은 실험일지 및 검량선 기록지, 검사 결과 발송 대장, 정도관리 수행기록철 등을 3년간 보존하도록 정하고 있다.

해당 서류는 전자화문서로 보존할 수도 있다.

대기환경보전법 시행령 별표 4의 초과부과금 산정기준에서 오염물질 1kg당 부과금액은 황산화물이 500원으로 가장 낮다.

먼지 770원, 암모니아 1,400원, 불소화물 2,300원이며, 질소산화물 2,130원·황화수소 6,000원·염화수소 7,400원처럼 특정대기유해물질일수록 단가가 높게 매겨져 있다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 16의 주유소 주유시설 기준은 유증기 회수배관 액체막힘 검사 결과를 5년간 기록·보존하도록 하고 있다. 3년간이라는 서술이 틀렸다.

나머지는 규정대로다. 회수설비의 처리효율은 90% 이상이어야 하고, 회수율(회수량/주유량)이 적정범위 0.88~1.2에 있는지를 설치일 또는 직전 검사일부터 1년이 되는 날마다 전후 45일 이내에 검사한다(이 결과도 5년간 보존).

대기환경보전법 제94조제2항제1호에 따라 제31조제2항을 위반해 배출시설 등의 운영상황을 기록·보존하지 않거나 거짓으로 기록한 자에게는 300만원 이하의 과태료를 부과한다.

같은 조에서 500만원 이하는 인증 관련 변경보고 위반 등, 200만원 이하는 측정기기 운영·관리기준 위반 등에 적용된다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 3의 고체연료 환산계수는 무연탄 1.00을 기준으로 하며, 보기 중에서는 톨루엔이 2.06으로 가장 크다.

석탄타르 1.88, 에탄올 1.44, 유연탄 1.34 순이다. 연료사용량은 연료별 사용량에 이 환산계수를 곱해 산정하며, 표에 없는 연료는 공인기관 증명서류로 계수를 정한다.

대기환경보전법 시행령 별표 5에서 일일유량 산정에 쓰는 측정유량의 단위는 시간당 세제곱미터(㎥/h)이며, m³/일이 아니다. 일일유량은 측정유량에 일일조업시간을 곱해 구한다.

나머지는 규정대로다. 일일조업시간은 측정 전 최근 조업한 30일의 조업시간 평균치, 먼지 외 오염물질의 배출농도 단위는 ppm(먼지는 mg/S㎥), 특정대기유해물질의 초과 일일오염물질배출량은 소수점 이하 넷째 자리까지 계산한다.

환경정책기본법 시행령 별표 1에서 이산화질소(NO₂)의 24시간 평균치 기준은 0.06ppm 이하이므로, 0.1ppm 이하로 적은 ㉡이 틀렸다.

나머지는 기준과 일치한다. 일산화탄소 8시간 평균 9ppm 이하, PM-10 연간 평균 50μg/㎥ 이하, 벤젠 연간 평균 5μg/㎥ 이하다.

실내공기질 관리법 시행규칙 제10조의12제2호에 따라 공동주택의 소유자등에게 권고하는 실내 라돈 농도는 1세제곱미터당 148베크렐 이하다.

다중이용시설도 별표 3의 라돈 권고기준(148Bq/㎥ 이하)으로 같고, 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준에서도 라돈은 동일하게 148Bq/㎥ 이하로 정해져 있다.

대기환경보전법 제11조제1항에 따라 대기환경개선 종합계획은 10년마다 수립해 시행한다.

다만 종합계획이 수립된 날부터 5년이 지나거나 변경이 필요하다고 인정되면 타당성을 검토해 변경할 수 있다.

부품 결함시정명령을 위반한 자동차제작자는 대기환경보전법 제90조에 따라 5년 이하의 징역이나 5천만원 이하의 벌금으로 훨씬 무겁게 처벌된다.

나머지 셋은 모두 제91조의 1년 이하 징역·1천만원 이하 벌금 대상이다. 가동개시 신고 없이 조업한 자, 사용규제를 위반해 자동차연료·첨가제·촉매제를 제조·판매한 자, 측정기기 관리대행업 등록 없이 관리 업무를 대행한 자가 여기에 해당한다.

악취방지법 제30조제1항제2호에 따라 제16조의2에 따른 기술진단을 실시하지 않은 자에게는 200만원 이하의 과태료를 부과한다.

기술진단은 지방자치단체의 장이 설치·운영하는 악취배출시설에 대해 5년마다 실시해야 하는 의무다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 21의 일반기준은 희박연소(Lean Burn) 방식을 적용하는 자동차에는 공기과잉률 기준을 적용하지 아니한다고 정한다. 적용한다는 서술이 틀렸다.

희박연소는 이론공연비보다 공기를 훨씬 많이 넣어 태우는 방식이라 공기과잉률이 1을 크게 넘는 것이 정상이므로, 1±0.1 같은 일반 기준을 그대로 적용할 수 없다. 덤프트럭·콘크리트믹서트럭·콘크리트펌프트럭에 화물자동차 기준을 적용하는 것과, 알코올만 쓰는 자동차에 탄화수소 기준을 적용하지 않는 것은 옳다.

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 4의2에 따라 신축 공동주택의 폼알데하이드 권고기준은 210μg/㎥ 이하다.

같은 별표의 다른 항목은 벤젠 30, 톨루엔 1,000, 에틸벤젠 360, 자일렌 700, 스티렌 300μg/㎥ 이하, 라돈 148Bq/㎥ 이하다.