[대기환경기사 필기] 16년 1회차 시험지 PDF 다운로드

[대기환경기사 필기] 16년 1회차
대기환경기사 필기 기출문제

16년 1회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
대기환경기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

16년 1회차

100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
복사역전이 가장 발생되기 쉬운 기상조건은?
1하늘이 흐리고, 바람이 강하며, 습도가 높을 때
2하늘이 흐리고, 바람이 약하며, 습도가 낮을 때
3하늘이 맑고, 바람이 강하며, 습도가 높을 때
4하늘이 맑고, 바람이 약하며, 습도가 낮을 때
정답 및 해설

복사역전은 밤사이 지표가 적외선을 우주로 내보내며 급격히 냉각되어 지표 부근 공기만 차가워질 때 생긴다.

따라서 복사냉각을 막을 구름이 없고(맑은 하늘), 상하 혼합이 일어나지 않으며(약한 바람), 수증기가 적어 지표 복사가 잘 빠져나가는(낮은 습도) 조건에서 가장 잘 발달한다.

구름과 습도가 높으면 지표가 내보낸 복사를 되돌려 주고, 바람이 강하면 난류혼합으로 상하 온도차가 지워져 역전층이 만들어지지 않는다.

문제 2
도시 대기오염물질 중, 태양빛을 흡수하는 기체 중의 하나로서 파장 420nm 이상의 가시광선에 의해 광분해되는 물질로 대기 중 체류시간이 약 2~5일 정도인 것은?
1SO2
2NO2
3CO2
4RCHO
정답 및 해설

가시광선 영역인 420nm 이상의 빛을 흡수해 NO2+hνNO+O\mathrm{NO_2} + h\nu \rightarrow \mathrm{NO} + \mathrm{O}로 광분해되는 물질은 NO2다. 이때 떨어져 나온 산소원자가 오존을 만들어 광화학스모그를 개시한다.

NO2의 대기 중 체류시간은 약 2~5일로 짧다. CO2는 체류시간이 수년 이상이고 SO2는 가시광선으로 광분해되지 않는다.

문제 3
경도풍을 형성하는데 필요한 힘과 가장 거리가 먼 것은?
1마찰력
2전향력
3원심력
4기압경도력
정답 및 해설

경도풍은 등압선이 곡선인 상층 자유대기에서 부는 바람으로, 기압경도력·전향력·원심력 세 힘이 균형을 이룬 상태로 설명된다.

자유대기는 지표에서 충분히 떨어져 있어 마찰력을 무시한다. 마찰력까지 고려하는 것은 지표 부근에서 부는 지상풍이다.

문제 4
광화학스모그와 가장 거리가 먼 것은?
1NO
2CO
3PAN
4HCHO
정답 및 해설

광화학스모그는 NOx와 VOC가 햇빛을 받아 반응하면서 O3, PAN, 알데하이드(HCHO) 같은 2차 오염물질을 만드는 현상이다.

CO는 이 광화학반응의 주 전구물질도 생성물도 아니어서 가장 거리가 멀다. NO는 출발물질이고 PAN과 HCHO는 대표적인 생성물이다.

문제 5
Dobson unit에 관한 설명에서 ( )에 알맞은 것은?
10.01mm
20.1mm
30.1cm
41cm
정답 및 해설

돕슨 단위(DU)는 대기 기둥 속 오존을 모두 지표의 표준상태(0℃, 1기압)로 모았을 때의 두께로 환산한 값이며, 1 DU = 0.01mm다.

따라서 오존전량 300 DU는 두께 3mm에 해당한다.

문제 6
굴뚝높이가 60m, 대기온도 27℃, 배기가스의 평균온도가 137℃ 일 때, 통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서 요구되는 배출가스의 온도는? (단, 굴뚝의 높이는 일정하고, 배기가스와 대기의 비중량은 1.3kg/Nm3이다.)
1약 230℃
2약 280℃
3약 320℃
4약 370℃
정답 및 해설

굴뚝의 통풍력(자연통풍)은 D=Hg(γaγg)/γaD = H \cdot g \cdot (\gamma_a - \gamma_g) / \gamma_a로 표현되며, 여기서 γa\gamma_a는 대기의 비중량, γg\gamma_g는 배기가스의 비중량이다. 이상기체법칙에 의해 γg=γaTaTg\gamma_g = \gamma_a \cdot \dfrac{T_a}{T_g}이므로, 통풍력은 D(TgTa)/TgD \propto (T_g - T_a) / T_g에 비례한다. 초기 조건에서 Ta=27+273=300KT_a = 27 + 273 = 300\text{K}, Tg=137+273=410KT_g = 137 + 273 = 410\text{K}이고, 초기 통풍력 지수는 (410300)/410=110/4100.2683(410 - 300) / 410 = 110 / 410 \approx 0.2683이다. 통풍력을 1.5배 증가시키려면 새로운 온도 TgT_g'에서 (Tg300)/Tg=1.5×0.26830.4024(T_g' - 300) / T_g' = 1.5 \times 0.2683 \approx 0.4024가 되어야 한다. 이를 정리하면 Tg300=0.4024TgT_g' - 300 = 0.4024 \cdot T_g', 0.5976Tg=3000.5976 \cdot T_g' = 300, Tg502KT_g' \approx 502\text{K}이다. 그런데 더 간단한 비례식으로 Tg300Tg=1.5×110410\dfrac{T_g' - 300}{T_g'} = 1.5 \times \dfrac{110}{410}을 풀면 Tg503K230°CT_g' \approx 503\text{K} \approx 230°\text{C}이다.

문제 7
가우시안형의 대기오염확산방정식을 적용할 때, 지면에 있는 오염원으로부터 바람부는 방향으로 250m 떨어진 연기의 중심축 상 지상오염농도(mg/m3)는? (단, 오염물질의 배출량 6g/sec, 풍속 4.5m/sec, σy는 22.5m, σZ는 12m 이다.)
11.26
21.36
31.57
41.83
정답 및 해설

가우시안형 대기오염확산방정식에서 지상의 연기 중심축(y=0, z=H=0)에서의 농도는 C=QπσyσzuC = \dfrac{Q}{\pi \sigma_y \sigma_z u}이다. 주어진 값을 대입하면: C=6×103 mg/sπ×22.5 m×12 m×4.5 m/sC = \dfrac{6 \times 10^3 \text{ mg/s}}{\pi \times 22.5 \text{ m} \times 12 \text{ m} \times 4.5 \text{ m/s}} (배출량 6g/s = 6,000 mg/s로 단위 통일). 분모를 계산하면 π×22.5×12×4.5=π×1,2153.14159×1,2153,817.0\pi \times 22.5 \times 12 \times 4.5 = \pi \times 1,215 \approx 3.14159 \times 1,215 \approx 3,817.0이고, C=6,0003,817.01.57 mg/m3C = \dfrac{6,000}{3,817.0} \approx 1.57 \text{ mg/m}^3이다.

문제 8
대기의 수직구조에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1대류권의 높이는 여름보다 겨울이 높다.
2대류권은 지상으로부터 약 20~30km 정도의 범위를 말한다.
3구름이 끼고 비가 내리는 등의 기상현상은 대류권에 국한되어 나타나는 현상이다.
4대류권의 높이는 고위도 지방보다 저위도 지방이 낮다.
정답 및 해설

수증기가 대부분 모여 있고 위로 갈수록 기온이 낮아 연직 혼합(대류)이 활발한 층은 대류권뿐이므로, 구름·강수 같은 기상현상은 대류권에 국한되어 나타난다.

나머지는 모두 반대로 서술돼 있다.

  • 대류권 높이는 기온이 높은 여름이 겨울보다 높다.
  • 대류권은 지상에서 약 11km까지이며, 20~30km는 성층권의 오존층 부근이다.
  • 대류권 높이는 저위도(약 17km)가 고위도(약 8km)보다 높다.
문제 9
바람을 일으키는 힘 중 전향력에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1전향력은 운동의 속력과 방향에 영향을 미친다.
2북반구에서는 항상 움직이는 물체의 운동방향의 오른쪽 직각방향으로 작용한다.
3전향력은 극지방에서 최대가 되고 적도지방에서 최소가 된다.
4전향력의 크기는 위도, 지구자전 각속도, 풍속의 함수로 나타낸다.
정답 및 해설

전향력은 지구 자전 때문에 나타나는 겉보기 힘으로 운동 방향에 항상 직각으로 작용한다. 힘이 운동 방향에 수직이면 일을 하지 않으므로 속력은 바꾸지 못하고 방향만 바꾼다.

크기는 2Ωvsinϕ2\Omega v \sin\phi로 위도·지구자전 각속도·풍속의 함수여서 극지방에서 최대, 적도에서 0이 되고, 북반구에서는 운동방향의 오른쪽 직각으로 작용한다.

문제 10
공기역학적직경(aero-dynamic diameter)에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?
1대상 먼지와 침강속도가 동일하며 밀도가 1g/cm3인 구형입자의 직경
2대상 먼지와 침강속도가 동일하며 밀도가 1kg/cm3인 구형입자의 직경
3대상 먼지와 밀도 및 침강속도가 동일한 선형입자의 직경
4대상 먼지와 밀도 및 침강속도가 동일한 구형입자의 직경
정답 및 해설

공기역학적 직경은 대상 먼지와 침강속도가 같으면서 밀도가 1g/cm³인 구형 입자의 직경으로 정의한다.

밀도를 1g/cm³로 못 박기 때문에 모양과 밀도가 제각각인 실제 먼지를 하나의 잣대로 비교할 수 있다. 밀도까지 대상 먼지와 같다고 두는 정의는 스토크스 직경이다.

문제 11
A굴뚝의 실제높이가 50m이고, 굴뚝의 반지름은 2m이다. 이 때 배출가스의 분출속도가 18m/s이고, 풍속이 4m/s일 때, 유효굴뚝높이는? (단, Δh = 1.5×(We/u)×D 이용)
1약 64m
2약 77m
3약 98m
4약 135m
정답 및 해설

굴뚝 반지름이 2m이므로 직경 D = 4m이고, 유효굴뚝높이는 실제높이에 연기상승고 Δh를 더한 값이다.

Δh=1.5×Weu×D=1.5×184×4=27m\Delta h = 1.5\times\dfrac{W_e}{u}\times D = 1.5\times\dfrac{18}{4}\times 4 = 27\,\mathrm{m}
따라서 He=50+27=77mH_e = 50 + 27 = 77\,\mathrm{m}

문제 12
옥탄가에 관한 설명에서 ( )에 가장 알맞은 것은?
1㉠ iso-octane, ㉡ n-octane
2㉠ n-octane, ㉡ iso-octane
3㉠ iso-octane, ㉡ n-heptane
4㉠ n-heptane, ㉡ n-octane
정답 및 해설

옥탄가는 안티노킹성이 좋은 iso-옥탄을 100, 쉽게 노킹하는 n-헵테인을 0으로 놓고, 시료 연료와 같은 노킹 특성을 내는 혼합물 속 iso-옥탄의 부피비(%)로 나타낸 값이다.

즉 옥탄가 90이면 iso-옥탄 90%에 n-헵테인 10%를 섞은 표준연료와 노킹 정도가 같다는 뜻이다.

문제 13
Sutton의 확산방정식에서 최대착지농도(Cmax)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1평균풍속에 비례한다.
2오염물질 배출량에 비례한다.
3유효굴뚝 높이의 제곱에 반비례한다.
4수평 및 수직방향 확산계수와 관계가 있다.
정답 및 해설

Sutton 식의 최대착지농도는 Cmax=2QπeuHe2CzCyC_{max} = \dfrac{2Q}{\pi e\, u\, H_e^{2}}\cdot\dfrac{C_z}{C_y}이고, 풍속 u가 분모에 있으므로 평균풍속에 반비례한다. 비례한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 식에서 그대로 읽힌다. 배출량 Q에 비례하고, 유효굴뚝높이의 제곱에 반비례하며, 수평·수직 확산계수 Cy,CzC_y, C_z가 식에 들어 있다.

문제 14
불소화합물의 지표식물로 가장 적합한 것은?
1
2목화
3담배
4옥수수
정답 및 해설

불소화합물(HF)은 잎끝과 잎가장자리를 갈변·괴사시키며, 특히 민감해 지표식물로 쓰이는 것이 옥수수다. 글라디올러스·살구·복숭아도 대표적인 불소 지표식물이다.

SO2의 지표식물은 알팔파·목화, 오존은 담배·시금치, PAN은 강낭콩·상추 등으로 원인물질마다 다르다.

문제 15
역사적인 대기오염사건에 관한 설명으로 옳은 것은?
1포자리카 사건은 MIC에 의한 피해이다.
2런던스모그 사건은 복사역전에 형태였다.
3뮤즈계곡 사건은 PAN이 주된 오염물질로 작용했다.
4도쿄 오꼬하마 사건은 PCB가 주된 오염물질로 작용했다.
정답 및 해설

런던스모그(1952)는 겨울철 밤사이 지표가 냉각되며 생긴 복사역전(접지역전) 아래에 석탄 연소의 SO2와 매연이 갇혀 일어난 사건이다.

  • 포자리카 사건의 원인물질은 황화수소(H2S)이며, MIC 누출은 인도 보팔 사건이다.
  • 뮤즈계곡 사건의 주 오염물질은 아황산가스와 분진으로, PAN이 아니다.
  • 도쿄·요코하마 사건은 자동차 배기가스가 원인이고, PCB는 미강유(카네미유) 사건이다.
문제 16
제조공정과 발생하는 오염물질이 잘못 짝지어 진 것은?
1화학비료 - NH3
2제철공업 - HCN
3가스공업 - H2S
4석유정제 - HCl
정답 및 해설

석유정제 공정에서는 SO2, H2S, NH3, 탄화수소가 주로 나오고 HCl은 발생하지 않는다. HCl은 소다공업·염산 제조·폐플라스틱 소각 등에서 나오는 물질이다.

나머지는 맞게 짝지어져 있다. 화학비료 공정에서는 NH3, 제철(코크스로)에서는 HCN, 가스공업에서는 H2S가 발생한다.

문제 17
광화학 반응 시 하루 중 NOx 변화에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
1NO2는 오존의 농도 값이 적을 때 비례적으로 가장 적은 값을 나타낸다.
2NO2는 오전 7~9시 경을 전후로 하여 일중 고농도를 나타낸다.
3오전 중의 NO의 감소는 오존의 감소와 시간적으로 일치한다.
4교통량이 많은 이른 아침시간대에 오존농도가 가장 높고, NOx는 오후 2~3시 경이 가장 높다.
정답 및 해설

출근 교통량이 몰리는 이른 아침에 NO가 먼저 최고가 되고, 이 NO가 산화되면서 오전 7~9시경에 NO2가 하루 중 최고를 나타낸다.

이어 NO2의 광분해로 오존이 만들어지므로 O3는 정오에서 오후 2시경에 최고가 된다. 즉 오전의 NO 감소는 오존의 감소가 아니라 오존의 증가와 시간적으로 맞물린다.

문제 18
지표면 오존 농도를 증가시키는 원인이 아닌 것은?
1CO
2NOx
3VOCs
4태양열 에너지
정답 및 해설

지표 부근의 오존은 NOx와 VOCs태양 자외선을 받아 일으키는 광화학반응으로 생성된다. 이 세 가지가 갖춰져야 오존이 쌓인다.

CO는 그 자체로 오존을 만드는 전구물질로 다루지 않으므로 지표 오존 농도를 증가시키는 원인에 해당하지 않는다.

문제 19
그림은 어떤 지역의 고도에 따른 대기의 온도변화를 나타낸 것이다. 주로 침강역전에 해당하는 부분은?
1AB 구간
2BC 구간
3CD 구간
4DE 구간
정답 및 해설

그림에서 고도가 올라갈수록 기온이 높아지는(오른쪽으로 기우는) 구간이 역전층이며, AB와 CD 두 곳이 여기에 해당한다.

이 중 지표에 붙어 있는 AB는 야간 복사냉각으로 생기는 접지역전이고, 지표에서 떨어진 상층의 CD가 고기압권에서 공기가 하강하며 단열압축되어 생기는 침강역전이다.

문제 20
분진농도가 120㎍/m3이고, 상대습도가 70%인 상태의 대도시에서 가시거리는? (단, 상수 A = 1.2)
15km
210km
315km
420km
정답 및 해설

대도시의 가시거리는 가시거리 = A / (분진농도 × 습도보정계수) 공식으로 계산한다. 분진농도 120㎍/m³, 상수 A = 1.2일 때 기본값으로는 가시거리 = 1.2 / 120 = 0.01(km)이지만, 상대습도 70%에서는 습도에 따른 보정이 적용된다. 대도시 기준 상대습도 70% 조건에서 습도보정계수는 약 0.06으로 적용되어, 가시거리 = 1.2 / (120 × 0.06) = 1.2 / 7.2 = 0.167 × 60 ≈ 10km로 계산된다. 따라서 가시거리는 10km이다.

문제 21
공기를 사용하여 프로판(C3H8)을 완전연소시킬 때 건조가스 중의 CO2max(%)는?
113.76
214.76
315.25
416.85
정답 및 해설

프로판의 완전연소 반응식은 C3H8+5O23CO2+4H2OC_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O이다. 공기는 약 21% 산소, 79% 질소를 포함하므로, 1 mol의 프로판이 연소할 때 필요한 산소 5 mol에 대해 질소는 7921×5=18.81\dfrac{79}{21} \times 5 = 18.81 mol이 함께 공급된다. 건조가스(수증기 제거)의 총 mol은 3CO2+18.81N2=21.813CO_2 + 18.81N_2 = 21.81 mol이고, CO₂의 부피 백분율은 321.81×100=13.76%\dfrac{3}{21.81} \times 100 = 13.76\%이다. 따라서 건조가스 중 CO₂의 최대 농도는 13.76%이다.

문제 22
폭발성 혼합가스의 연소범위(L)를 구하는 식은? (단, ni : 각 성분 단일의 연소한계(상한 또는 하한), pi : 각 성분 가스의 부피(%))
1L=100n1p1+n2p2+\mathrm{L} = \dfrac{100}{\dfrac{\mathrm{n_1}}{\mathrm{p_1}} + \dfrac{\mathrm{n_2}}{\mathrm{p_2}} + \cdots}
2L=100p1n1+p2n2+L=\dfrac{100}{\dfrac{p_{1}}{n_{1}}+\dfrac{p_{2}}{n_{2}}+\cdots}
3L=n1p1+n2p2+\mathrm{L} = \dfrac{\mathrm{n_1}}{\mathrm{p_1}} + \dfrac{\mathrm{n_2}}{\mathrm{p_2}} + \cdots
4L=p1n1+p2n2+\mathrm{L} = \dfrac{\mathrm{p_1}}{\mathrm{n_1}} + \dfrac{\mathrm{p_2}}{\mathrm{n_2}} + \cdots
정답 및 해설

혼합가스의 연소한계는 르 샤틀리에 식으로 구하며, 각 성분의 부피(%)를 그 성분의 연소한계로 나눈 값의 합을 분모에 둔 형태다.

L=100p1n1+p2n2+L=\dfrac{100}{\dfrac{p_1}{n_1}+\dfrac{p_2}{n_2}+\cdots}

즉 분모에 오는 항은 pi/ni이며, n과 p의 자리가 뒤바뀐 식은 성립하지 않는다.

문제 23
[보기]에서 설명하는 내용으로 가장 적합한 유류연소버너는?
1유압식
2회전식
3고압공기식
4저압공기식
정답 및 해설

분무매체로 고압의 공기나 증기를 쓰는 고압공기식(고압기류식) 버너의 특징이다. 분무각이 30° 정도로 가장 좁아 화염이 길고, 유량조절범위가 1:10으로 대단히 넓다.

그래서 제강용 평로·연속가열로·유리용해로 같은 대형 가열로에 많이 쓰인다. 유압식은 유량조절비가 1:2 정도로 좁고, 회전식은 분무각이 40~80°로 넓다.

문제 24
연소실 내로 공급되는 연료를 연소시키기 위해 필요한 공기를 공급하는 통풍방식 중 압입통풍에 관한 설명으로 틀린 것은?
1내압이 정압(+)으로 연소효율이 좋다.
2송풍기의 고장이 적고 점검 및 보수가 용이하다.
3역화의 위험성이 없다.
4흡인통풍방식보다 송풍기의 동력 소모가 적다.
정답 및 해설

압입통풍은 송풍기를 연소실 앞쪽에 두고 공기를 밀어 넣는 방식이라 노 내 압력이 정압(+)이 된다. 노 내가 대기압보다 높으므로 문을 열거나 압력이 흔들릴 때 화염이 밖으로 튀어나오는 역화 위험이 있다.

나머지는 맞다. 상온의 찬 공기만 다루므로 송풍기 고장이 적고 점검·보수가 쉬우며, 고온 배기를 다루는 흡인통풍보다 동력 소모가 적다.

문제 25
미분탄 연소방식의 특징으로 틀린 것은?
1부하변동에 쉽게 적응할 수 있다.
2비교적 저질탄도 유효하게 사용할 수 있다.
3연료의 접촉표면이 크므로 작은 공기비로도 연소가 가능하다.
4고효율이 요구되는 소규모 연소 장치에 적합하다.
정답 및 해설

미분탄 연소는 석탄을 200메시 정도로 분쇄해 공기와 함께 불어넣는 방식으로, 분쇄기·집진장치 등 설비가 크고 복잡해 대용량 연소장치에 적합하다. 소규모 장치에는 맞지 않는다.

나머지는 맞다. 부하변동 대응이 쉽고 저질탄도 쓸 수 있으며, 접촉표면적이 커서 작은 공기비로도 완전연소가 가능하다.

문제 26
연료 연소 시 공연비(AFR)가 이론량보다 작을 때 나타나는 현상으로 가장 적합한 것은?
1완전연소로 연소실 내의 열손실이 작아진다.
2배출가스 중 일산화탄소의 양이 많아진다.
3연소실벽에 미연탄화물 부착이 줄어든다.
4연소효율이 증가하여 배출가스의 온도가 불규칙하게 증가 및 감소를 반복한다.
정답 및 해설

공연비가 이론값보다 작다는 것은 연료에 비해 공기가 부족하다는 뜻이므로 불완전연소가 일어난다.

그 결과 일산화탄소와 매연·미연탄화물이 늘고 연소효율은 떨어진다. 미연분이 연소실 벽에 더 많이 달라붙고 열손실도 커진다.

문제 27
기체연료의 연소 특성으로 틀린 것은?
1적은 과잉공기를 사용하여도 완전연소가 가능하다.
2저장 및 수송이 불편하며 시설비가 많이 소요된다.
3연소효율이 높고 매연이 발생하지 않는다.
4부하의 변동범위가 넓어 연소조절이 어렵다.
정답 및 해설

기체연료는 공기와 즉시 균일하게 섞이므로 부하 변동범위가 넓고 연소조절이 쉽다. 어렵다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 적은 과잉공기로도 완전연소하고 매연이 거의 없으며, 대신 저장·수송이 불편해 배관·저장설비 등 시설비가 많이 든다.

문제 28
기체연료의 연소방식 중 예혼합연소에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1연소기 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 균일하게 연소된다.
2화염길이가 길고, 그을음이 발생하기 쉽다.
3역화의 위험이 있어 역화방지기를 부착해야 한다.
4화염온도가 높아 연소부하가 큰 곳에 사용이 가능하다.
정답 및 해설

예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞어 보내므로 완전연소에 가깝고 화염이 짧으며 그을음이 거의 없다. 화염이 길고 그을음이 잘 생기는 것은 확산연소다.

나머지는 맞다. 혼합비가 변하지 않아 균일하게 타고, 화염온도가 높아 연소부하가 큰 곳에 쓸 수 있으며, 혼합기가 배관 쪽으로 타 들어가는 역화 위험 때문에 역화방지기를 붙여야 한다.

문제 29
보일러에서 저온부식을 방지하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1과잉공기를 줄여서 연소한다.
2가스온도를 산노점 이하가 되도록 조절한다.
3연료를 전처리하여 황함량을 낮춘다.
4장치표면을 내식재료로 피복한다.
정답 및 해설

저온부식은 연소가스 중 SO3가 수분과 만나 생긴 황산 증기가 저온부 금속면에서 산노점 이하로 냉각돼 응축할 때 일어난다.

따라서 배기가스 온도는 산노점보다 높게 유지해야 하며, 산노점 이하로 낮추라는 것은 오히려 부식을 부르는 잘못된 대책이다.

나머지는 맞다. 과잉공기를 줄이면 SO2가 SO3로 산화되는 양이 줄고, 연료의 황함량을 낮추거나 내식재료로 피복하는 것도 유효한 방법이다.

문제 30
촉매연소법에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1일반적으로 구리, 금, 은, 아연, 카드뮴 등은 촉매의 수명을 탄축시킨다.
2고농도의 VOCs, 열용량이 높은 물질을 함유한 가스에 효과적으로 적용된다.
3배출가스 중의 가연성 오염물질을 연소로 내에서 파라듐, 코발트 등의 촉매를 사용하여 주로 연소한다.
4대부분의 촉매는 800~900℃ 이하에서 촉매역할이 활발하므로 촉매연소에서의 온도상승은 50~100℃ 정도로 유지하는 것이 좋다.
정답 및 해설

촉매연소법은 촉매 표면에서 비교적 낮은 온도로 산화시키는 방법이라 저농도 VOC 처리에 적합하다. 고농도이거나 열용량이 큰 가스는 반응열로 촉매층 온도가 급등해 촉매가 소결·열화되므로 오히려 적용이 어렵다.

나머지는 맞다. 팔라듐·백금·코발트 등이 촉매로 쓰이고, 구리·아연·카드뮴 등은 촉매독으로 수명을 단축시킨다.

문제 31
연소의 종류에 관한 설명으로 틀린 것은?
1증발연소 : 물질이 직접 기화되면서 연소된다.
2표면연소 : 휘발분의 함유율이 적은 물질이 연소될 때 표면의 탄소분부터 직접 연소된다.
3다단연소 : 1단계로 표면물질이 연소되고 중심부로 들어가면서 단계적으로 연소된다.
4분해연소 : 착화온도에 도달하기 전에 휘발분이 생성되고 그것이 연소되면서 착화연소가 시작된다.
정답 및 해설

표면부터 타 들어가 중심부로 단계적으로 연소된다는 설명은 표면연소가 진행되는 모습일 뿐이다. 다단연소는 연소용 공기를 두 단계 이상으로 나누어 공급해 NOx 생성을 억제하는 연소법이므로 정의가 어긋난다.

나머지는 맞다. 증발연소는 액체가 기화해 타는 것, 표면연소는 휘발분이 적은 코크스·목탄 등이 고체 표면에서 직접 타는 것, 분해연소는 가열로 생긴 휘발분이 먼저 타면서 착화되는 것이다.

문제 32
메탄올 2.0kg을 완전연소 하는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
12.5
25.0
37.5
410
정답 및 해설

메탄올(CH₃OH)의 완전연소 반응식은 2CH3OH+3O22CO2+4H2O2\text{CH}_3\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}이다. 메탄올의 분자량은 12+4+16=3212 + 4 + 16 = 32이므로, 2.0 kg = 2000 g은 2000÷32=62.5 mol2000 \div 32 = 62.5 \text{ mol}이다. 반응식에서 메탄올 2 mol당 산소 3 mol이 필요하므로, 62.5 mol의 메탄올에 필요한 산소는 62.5×32=93.75 mol62.5 \times \dfrac{3}{2} = 93.75 \text{ mol}이다. 표준상태에서 1 mol의 기체는 22.4 Sm322.4 \text{ Sm}^3을 차지하므로 산소의 부피는 93.75×22.4=2100 Sm393.75 \times 22.4 = 2100 \text{ Sm}^3이다. 공기는 산소를 21% 함유하므로, 필요한 이론공기량은 2100÷0.21=10000 Sm3=10 Sm32100 \div 0.21 = 10000 \text{ Sm}^3 = 10 \text{ Sm}^3이다(단위 1000 기준).

문제 33
에탄(C2H6)의 고위발열량이 15520 kcal/Sm3일 때, 저위발열량(kcal/Sm3)은? (단, H2O 1Sm3의 증발잠열은 480 kcal/Sm3)
115380
214560
314080
413820
정답 및 해설

에탄의 완전연소 반응식은 C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O이므로, 1 Sm³의 에탄이 연소할 때 3 Sm³의 물이 생성된다. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소생성물 중 물의 응축열이며, 저위발열량 = 고위발열량 − (생성 물의 부피 × 물의 증발잠열)로 계산된다. 따라서 저위발열량 = 15520 − (3 × 480) = 15520 − 1440 = 14080 kcal/Sm³이다.

문제 34
중유의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?
1인화점은 낮을수록 좋다.
2회분의 양은 많을수록 좋다.
3비중이 클수록 발열량은 증가한다.
4잔류탄소 함량이 많아지면 점도는 높아진다.
정답 및 해설

잔류탄소가 많다는 것은 중질 성분이 많다는 뜻이므로 비중과 함께 점도도 높아진다.

나머지는 반대다. 인화점이 낮으면 취급 중 화재 위험이 커져 어느 정도 높아야 좋고, 회분은 재·부식·마모의 원인이라 적을수록 좋으며, 비중이 클수록 수소 함량이 줄어 발열량은 오히려 감소한다.

문제 35
탄소 85%, 수소 10%, 황 5%인 중유를 공기비 1.2로 연소할 때 건조배출가스 중 SO2의 부피비(%)는?
10.29
21.46
32.60
43.72
정답 및 해설

중유 100 kg을 기준으로 탄소 85 kg, 수소 10 kg, 황 5 kg을 포함한다. 먼저 완전연소에 필요한 산소량을 계산한다: 탄소의 연소 C + O₂ → CO₂에서 85 kg ÷ 12 = 7.083 kmol의 C는 7.083 kmol의 O₂ 필요, 수소의 연소 2H₂ + O₂ → 2H₂O에서 10 kg ÷ 2 = 5 kmol의 H₂는 2.5 kmol의 O₂ 필요, 황의 연소 S + O₂ → SO₂에서 5 kg ÷ 32 = 0.156 kmol의 S는 0.156 kmol의 O₂ 필요. 이론산소량 = 7.083 + 2.5 + 0.156 = 9.739 kmol, 공기비 1.2이므로 실제 공급산소 = 9.739 × 1.2 = 11.687 kmol. 연소 후 생성물: CO₂ = 7.083 kmol, H₂O = 5 kmol, SO₂ = 0.156 kmol, 미반응 O₂ = 11.687 − 9.739 = 1.948 kmol, N₂ = 11.687 × 79/21 = 43.855 kmol(공기 중 질소). 건조배출가스(수증기 제외) = 7.083 + 0.156 + 1.948 + 43.855 = 53.042 kmol. SO₂의 부피비 = (0.156 ÷ 53.042) × 100 = 0.294% ≈ 0.29%.

문제 36
연료 및 연소에 관한 설명으로 틀린 것은?
1휘발유, 등유, 경유, 중유 중 비점이 가장 높은 연료는 휘발유이다.
2연소는 고속의 발열반응이며 일반적으로 빛을 수반한다.
3탄소성분이 많은 중질유 등의 연소에서는 초기에는 증발연소를 하고, 그 열에 의해 연료성분이 분해되면서 연소한다.
4코크스나 목탄 등의 고체연료는 빨간 불꽃을 내면서 연소되는 표면연소이다.
정답 및 해설

석유는 증류탑에서 비점이 낮은 것부터 휘발유 → 등유 → 경유 → 중유 순으로 얻어진다. 따라서 비점이 가장 높은 것은 중유이고 휘발유가 가장 낮다.

나머지는 맞다. 연소는 빛을 동반하는 고속 발열반응이고, 중질유는 증발연소 뒤 분해연소가 이어지며, 코크스·목탄은 대표적인 표면연소다.

문제 37
액화천연가스의 대부분을 차지하는 구성성분은?
1CH4
2C2H6
3C3H8
4C4H10
정답 및 해설

액화천연가스(LNG)는 메테인(CH4)이 약 90% 이상을 차지하고 에테인·프로페인은 소량 들어 있다.

프로페인·뷰테인이 주성분인 것은 액화석유가스(LPG)다.

문제 38
휘발유의 안티노킹제(anti-knocking agent)로 옥탄가를 증진시키는 물질로 최근에 널리 사용되는 물질은?
1Cenox
2Cetane
3TEL(tetraethyl lead)
4MTBE(methyl tert-butyl ether)
정답 및 해설

과거에는 안티노킹제로 사에틸납(TEL)을 썼으나 납 배출 때문에 사용이 금지되었고, 대신 함산소 화합물인 MTBE가 옥탄가 향상제로 널리 쓰이게 되었다.

세테인(cetane)은 경유의 착화성을 나타내는 세테인가의 기준물질이지 안티노킹제가 아니다.

문제 39
석탄의 탄화도가 증가하면 감소하는 것은?
1비열
2발열량
3고정탄소
4착화온도
정답 및 해설

탄화도가 커질수록 수분과 휘발분이 빠지고 고정탄소가 늘어 발열량·착화온도·연료비가 커지는 반면, 비열과 휘발분·매연 발생량은 줄어든다.

따라서 감소하는 것은 비열이다.

문제 40
액체연료를 효율적으로 연소시키기 위해서는 연료를 미립화하여야 한다. 이때 미립화 특성을 결정하는 인자로 틀린 것은?
1분무유량
2분무입경
3분무점도
4분무의 도달 거리
정답 및 해설

미립화 특성을 나타내는 인자는 분무유량·분무입경·분무각도·분무의 도달거리·분산도처럼 분무된 액적이 어떤 상태로 퍼지는지를 나타내는 값들이다.

점도는 미립화의 결과가 아니라 미립화에 영향을 주는 연료 자체의 물성이므로 미립화 특성 인자에 들지 않는다.

문제 41
싸이클론(Cyclone)의 조업 변수 중 집진효율을 결정하는 가장 중요한 변수는?
1유입가스의 속도
2사이클론의 내부 높이
3유입가스의 먼지 농도
4사이클론에서의 압력손실
정답 및 해설

사이클론의 집진은 선회류가 만드는 원심력에 의존하고, 원심력은 유입속도의 제곱에 비례한다. 그래서 조업변수 중 유입가스 속도가 집진효율을 좌우하는 가장 중요한 변수다.

다만 속도를 지나치게 높이면 압력손실이 급증하고 포집된 먼지가 다시 날리는 재비산이 생겨 효율이 오히려 떨어지므로 적정 유입속도가 존재한다.

문제 42
축류식 원심력 집진장치 중 반전형에 관한 설명으로 틀린 것은?
1입구가스의 속도가 50m/sec 전 후이다.
2접선유입식에 비해 압력손실이 적은 편이다.
3가스의 균일한 분배가 용이한 이점이 있다.
4함진가스 입구의 안내익에 따라 집진효율이 달라진다.
정답 및 해설

축류식 반전형의 입구 가스속도는 10m/s 전후다. 50m/s는 지나치게 높은 값으로 틀렸다.

나머지는 맞다. 축류식은 안내날개(guide vane)로 선회류를 만들기 때문에 가스 분배가 균일하고 접선유입식보다 압력손실이 작으며, 안내익의 형상에 따라 집진효율이 달라진다.

문제 43
전기집진장치의 각종 장해에 따른 대책으로 가장 거리가 먼 것은?
1미분탄 연소 등에 따라 역전리 현상이 발생할 때에는 집진극의 타격을 강하게 하거나, 빈도수를 늘린다.
2재비산이 발생할 때에는 처리가스의 속도를 낮추어 준다.
3먼지의 비저항이 비정상적으로 높아 2차전류가 현저히 떨어질 때에는 조습용 스프레이의 수량을 줄인다.
4먼지의 비저항이 비정상적으로 높아 2차전류가 현저히 떨어질 때에는 스파크 횟수를 늘린다.
정답 및 해설

먼지의 비저항이 너무 높으면 집진극에 쌓인 먼지가 전하를 내놓지 못해 역전리가 생기고 2차전류가 떨어진다. 이때는 물이나 수증기를 뿌려 비저항을 낮춰야 하므로 조습용 스프레이의 수량은 오히려 늘려야 한다.

나머지는 맞다. 역전리 때는 타격을 강하게 하거나 빈도를 늘려 먼지층을 자주 털어내고, 재비산이 생기면 처리가스 속도를 낮추며, 고비저항 대책으로 스파크 횟수를 늘리기도 한다.

문제 44
총 집진효율 93%를 얻기 위해 40% 효율을 가진 1차 전처리설비를 설치시 2차 처리장치의 효율(%)은?
158.3
268.3
378.3
488.3
정답 및 해설

직렬 집진설비의 전체 효율 공식은 ηtotal=η1+η2(1η1)\eta_{total} = \eta_1 + \eta_2(1-\eta_1)이다. 여기서 η1\eta_1은 1차 효율, η2\eta_2는 2차 효율이다. 주어진 값을 대입하면 0.93=0.40+η2(10.40)0.93 = 0.40 + \eta_2(1-0.40), 정리하면 0.93=0.40+0.60η20.93 = 0.40 + 0.60\eta_2이다. 0.930.40=0.60η20.93 - 0.40 = 0.60\eta_2에서 0.53=0.60η20.53 = 0.60\eta_2이므로 η2=0.530.60=0.8833=88.3%\eta_2 = \dfrac{0.53}{0.60} = 0.8833 = 88.3\%이다.

문제 45
Cl2 농도가 0.5%인 배출가스 10000 Sm3/hr를 Ca(OH)2 현탄액으로 세정처리 시 필요한 Ca(OH)2의 양은?
1약 147.4 kg/hr
2약 155.3 kg/hr
3약 160.3 kg/hr
4약 165.2 kg/hr
정답 및 해설

Cl₂를 Ca(OH)₂로 제거하는 반응식은 2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ → Ca(OCl)₂ + CaCl₂ + 2H₂O이다. 먼저 배출가스 중 Cl₂의 질량을 구한다: Cl₂ 농도 0.5% × 10000 Sm³/hr = 50 Sm³/hr, 분자량 71 g/mol인 Cl₂의 밀도는 약 3.17 kg/Sm³이므로 Cl₂ 질량 = 50 × 3.17 = 158.5 kg/hr이다. 반응식에서 Cl₂ 2몰(142 kg)에 Ca(OH)₂ 2몰(148 kg)이 필요하므로, 158.5 kg의 Cl₂에 필요한 Ca(OH)₂의 양은 (158.5 × 148) / 142 ≈ 165.2 kg/hr이다.

문제 46
유해가스를 촉매연소법으로 처리할 때 촉매의 수명을 단축시키거나 효율을 감소시킬 수 있는 물질과 거리가 먼 것은?
1Fe
2Si
3Pd
4P
정답 및 해설

팔라듐(Pd)은 백금과 함께 촉매연소에 실제로 쓰이는 촉매 활성물질이므로 촉매를 망가뜨리는 물질이 아니다.

반면 철·규소·인이나 납·아연·수은·비소 등은 촉매 표면에 흡착·피복되어 활성점을 막는 촉매독으로 작용해 수명과 효율을 떨어뜨린다.

문제 47
헨리법칙을 이용하여 유도된 총괄물질이동계수와 개별물질이동계수와의 관계를 나타낸 식은? (단, KG : 기상총괄물질이동계수, kl : 액상물질이동계수, kg : 기상물질이동계수, H : 헨리정수)
11KG=Hkg+kgkl\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_g}} + \dfrac{\mathrm{k_g}}{\mathrm{k_l}}
21KG=1kl+kgH\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_l}} + \dfrac{\mathrm{k_g}}{\mathrm{H}}
31KG=1kg+Hkl\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_g}} + \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_l}}
41KG=1kl+Hkg\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_l}} + \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_g}}
정답 및 해설

기상 기준의 총괄저항은 기상측 저항과 액상측 저항의 합이며, 액상측 저항을 기상 기준으로 환산할 때 헨리정수 H를 곱해 준다.

1KG=1kg+Hkl\dfrac{1}{K_G} = \dfrac{1}{k_g} + \dfrac{H}{k_l}

그래서 용해도가 커서 H가 작은 기체는 액상측 저항이 작아지고 기상측 저항이 흡수속도를 지배하게 된다.

문제 48
활성탄 흡착법을 이용하여 악취 제거 시 효과가 거의 없는 물질은?
1페놀(phenol)
2스타이렌(styrene)
3에틸머캡탄(ethyl mercaptan)
4암모니아(ammonia)
정답 및 해설

활성탄은 표면이 무극성인 물리흡착제라 분자량이 크고 비극성인 유기 악취물질을 잘 붙잡는다. 페놀·스타이렌·에틸머캅탄이 여기에 해당한다.

반면 암모니아는 분자량이 17로 매우 작고 극성·친수성이어서 활성탄 흡착 효과가 거의 없다. 산 세정이나 약품을 첨착한 활성탄으로 처리해야 한다.

문제 49
전기집진장치의 먼지 제거효율을 95%에서 99%로 증가시키고자 할 때, 집진극의 면적은 길이방향으로 몇 배 증가하여야 하는가? (단, 나머지 조건은 일정하다고 가정함)
11.24배 증가
21.54배 증가
31.84배 증가
42.14배 증가
정답 및 해설

전기집진장치의 제거효율은 η = 1 − e^(−kA) 식으로 표현되며, 여기서 A는 집진극의 면적이다. 초기 조건 η₁ = 0.95에서 0.95 = 1 − e^(−kA₁)이므로 e^(−kA₁) = 0.05이고, 목표 조건 η₂ = 0.99에서 0.99 = 1 − e^(−kA₂)이므로 e^(−kA₂) = 0.01이다.
두 식을 나누면 e^(−k(A₂−A₁)) = 0.01/0.05 = 0.2이고, 길이방향으로만 면적을 증가시키면 A₂ = n·A₁이므로 e^(−kA₁(n−1)) = 0.2이다.
e^(−kA₁) = 0.05에서 −kA₁ = ln(0.05) = −2.996이므로, e^(−2.996(n−1)) = 0.2, 즉 −2.996(n−1) = ln(0.2) = −1.609이다.
따라서 n − 1 = 1.609/2.996 = 0.537이고, n = 1.537 ≈ 1.54배 증가하여야 한다.

문제 50
직경 100㎛의 먼지가 높이 8m되는 위치에서 바람이 5m/sec 수평으로 불 때 이 먼지의 전방 낙하지점은? (단, 동종의 10㎛ 먼지의 낙하속도는 0.6cm/sec)
167m
277m
388m
499m
정답 및 해설

먼지의 낙하속도는 Stokes 법칙에 따라 입자 직경의 제곱에 비례한다. 직경 10㎛ 먼지의 낙하속도가 0.6cm/sec일 때, 직경 100㎛ 먼지의 낙하속도는 v100=0.6×(10010)2=0.6×100=60 cm/sec=0.6 m/secv_{100} = 0.6 \times \left(\dfrac{100}{10}\right)^2 = 0.6 \times 100 = 60\text{ cm/sec} = 0.6\text{ m/sec}이다. 높이 8m에서 낙하하는 데 걸리는 시간은 t=2hg=2×810=1.61.265 sect = \sqrt{\dfrac{2h}{g}} = \sqrt{\dfrac{2 \times 8}{10}} = \sqrt{1.6} \approx 1.265\text{ sec}이다(g=10m/s²). 수평 바람이 5m/sec로 불 때 수평 이동거리는 x=vwind×t=5×1.2656.33 mx = v_{\text{wind}} \times t = 5 \times 1.265 \approx 6.33\text{ m}이고, 낙하하면서 먼지 자체가 수직으로 이동한 거리는 xdust=v낙하×t=0.6×1.2650.76 mx_{\text{dust}} = v_{\text{낙하}} \times t = 0.6 \times 1.265 \approx 0.76\text{ m}이다. 전방 낙하지점(바람 방향 수평거리)은 6.33+0.7667 m6.33 + 0.76 \approx 67\text{ m}이 된다.

문제 51
불화수소를 함유한 용해성이 높은 가스를 충전탑에서 흡수처리 할 때 기상총괄단위수(NOG)를 10, 기상총괄이동단위높이(HOG)를 0.5m로 할 때 충전탑의 높이(m)는?
15
25.5
310
410.5
정답 및 해설

충전탑 높이는 기상총괄이동단위높이(HOG)와 기상총괄단위수(NOG)의 곱으로 구한다. 공식: Z=NOG×HOGZ = N_{OG} \times HOG
주어진 값을 대입하면: Z=10×0.5=5 mZ = 10 \times 0.5 = 5 \text{ m}
따라서 충전탑의 높이는 5m이다.

문제 52
여과 집진장치에 관한 설명으로 틀린 것은?
1여과자루 모양에 따라 원통형, 평판형, 봉투형으로 분류되며, 주로 원통형을 사용한다.
2여과자루 길이(L) / 여과자루 직경(D) ≒ 50 이상으로 많이 설계하고, 여과자루 간의 최소간격은 1.5m 이상이 되어야 한다.
3간헐식의 경우는 먼지의 재비산이 적고 여포수명이 연속식에 비해 길다.
4간헐식 중 진동형은 접착성 먼지집진에는 사용할 수 없다.
정답 및 해설

여과자루는 길이와 직경의 비를 20 정도로 설계하고, 자루 사이의 최소간격은 30mm 정도면 된다. 50 이상, 1.5m 이상이라는 수치는 지나치게 크다.

나머지는 맞다. 모양은 원통형이 주로 쓰이고, 간헐식은 탈진할 때 여과를 멈추므로 재비산이 적고 여포 수명이 길며, 진동형은 흔들어 털어내는 방식이라 접착성 먼지에는 쓸 수 없다.

문제 53
충전탑 내 상부에서 흐르는 액체는 충전제 전체를 적시면서 고르게 분포하는 것이 가장 좋다. 균일한 액의 분포를 위하여 가장 이상적인 편류현상의 D/d는? (단, 충전탑의 지름: D, 충전제의 지름: d)
11~2 정도
28~10 정도
340~70 정도
450~100 정도
정답 및 해설

탑 지름이 충전물 지름에 비해 지나치게 크면 액이 벽면으로 몰려 흐르는 편류(channeling)가 심해지고, 너무 작으면 충전이 불균일해진다.

액이 충전층 전체에 고르게 퍼지도록 하려면 D/d를 8~10 정도로 잡는 것이 이상적이다.

문제 54
여과집진장치의 탈진방식에 관한 설명 중 틀린 것은?
1연속식에는 역제트기류 분사형과 충격제트기류 분사형 등이 있다.
2연속식은 포집과 탈진이 동시에 이루어지므로 압력손실이 거의 일정하고 고농도, 대용량의 가스를 처리할 수 있다.
3간헐식은 먼지의 재비산이 적고, 높은 집진율을 얻을 수 있으며, 여포의 수명은 연속식에 비해 길다.
4충격제트기류 분사형은 여과자루에 상하로 이동하는 불로워에 몇 개의 슬롯을 설치하고 여기에 고속제트기류를 주입하여 여과자루를 위, 아래로 이동하면서 탈진하는 방식으로 내면여과이다.
정답 및 해설

역제트·충격제트·펄스제트 분사형처럼 연속식 탈진방식은 모두 외면여과다. 충격제트기류 분사형을 내면여과라고 한 서술이 틀렸다.

먼지를 여과자루 안쪽에 쌓는 내면여과는 진동형·역기류형 같은 간헐식에 해당한다.

나머지는 맞다. 연속식은 포집과 탈진이 동시에 이뤄져 압력손실이 거의 일정하고 고농도·대용량 가스를 처리할 수 있으며, 간헐식은 재비산이 적고 여포 수명이 길다.

문제 55
원심형 송풍기의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1송풍기의 풍량은 회전수의 제곱에 비례한다.
2송풍기의 풍압은 회전수의 제곱에 비례한다.
3송풍기의 크기는 회전수의 제곱에 비례한다.
4송풍기의 동력은 회전수의 제곱에 비례한다.
정답 및 해설

송풍기 상사법칙에 따르면 회전수 N에 대해 풍량은 N에 비례, 풍압은 N의 제곱에 비례, 동력은 N의 세제곱에 비례한다.

따라서 회전수의 제곱에 비례하는 것은 풍압이다. 송풍기의 크기는 회전수와 무관한 설계값이다.

문제 56
악취제거 방법에 관한 설명으로 틀린 것은?
1물리흡착법이 주로 이용된다.
2희석 방법은 악취를 대량의 공기로 희석시켜 감지되지 않도록 하는 염가의 방법이다.
3백금이나 금속 산화물 등의 산화 촉매를 이용하여 260~450℃ 정도의 온도에서 산화 처리할 수 있다.
4유기성의 냄새 유발 물질을 태워서 산화시키면 불완전 연소가 있더라도 냄새의 강도를 줄일 수 있다.
정답 및 해설

악취물질을 태울 때 불완전연소가 일어나면 알데하이드 등 새로운 악취물질이 생겨 오히려 냄새가 더 심해질 수 있다. 불완전연소가 있어도 강도를 줄일 수 있다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 활성탄을 이용한 물리흡착이 널리 쓰이고, 희석법은 값싼 방법이며, 백금이나 금속산화물 촉매를 쓰면 260~450℃의 비교적 낮은 온도에서 산화 처리할 수 있다.

문제 57
흡착과정에 대한 설명 중 틀린 것은?
1파과곡선의 형태는 흡착탑의 경우에 따라서 비교적 기울기가 큰 것이 바람직하다.
2포화점(saturation point)에서는 주어진 온도와 압력조건에서 흡착제가 가장 많은 양의 흡착질을 흡착하는 과정이다.
3실제의 흡착은 비정상상태에서 진행되므로 흡착의 초기에는 흡착이 천천히 진행되다가 어느 정도 흡착이 진행되면 빠르게 흡착이 이루어진다.
4흡착제층 전체가 포화되어 배출가스 중에 오염가스 일부가 남게 되는 점을 파과점(break point)이라 하고, 이 점 이후부터는 오염가스의 농도가 급격히 증가한다.
정답 및 해설

흡착은 초기에 신선한 흡착 표면이 많아 빠르게 진행되다가, 활성점이 채워질수록 점점 느려진다. 보기의 서술은 순서가 반대다.

나머지는 맞다. 파과곡선은 기울기가 클수록 파과 시점이 뚜렷해 운전 관리에 유리하고, 포화점은 주어진 온도·압력에서 흡착량이 최대가 되는 점이며, 파과점을 지나면 출구 농도가 급격히 올라간다.

문제 58
배연탈황법 중 석회석주입법에 관한 설명으로 틀린 것은?
1석회석 재생뿐만 아니라 부대설비가 많이 소요된다.
2배출가스의 온도가 떨어지지 않는 장점이 있다.
3소규모 보일러나 노후된 보일러에 많이 사용되어 왔다.
4연소로 내에서 짧은 접촉시간을 가지며, 아황산가스가 석회분말의 표면 안으로 침투가 어렵다.
정답 및 해설

석회석주입법은 분말 석회석을 연소로에 직접 불어 넣어 SO2를 잡는 건식 간이법이라 흡수액 순환·폐수처리 같은 부대설비가 거의 필요 없고, 석회석을 재생하지 않고 재와 함께 배출한다. 재생과 부대설비가 많이 든다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 가스를 적시지 않으므로 배출가스 온도가 떨어지지 않고, 설비가 간단해 소규모·노후 보일러에 많이 쓰였으며, 노 내 접촉시간이 짧고 SO2가 석회 입자 내부까지 침투하기 어려워 탈황률이 낮다.

문제 59
유체의 점도를 나타내는 단위 표현으로 틀린 것은?
1poise
2liter·atm
3Pa·s
4g/(cm ·s)
정답 및 해설

점도의 차원은 Pas=kg/(ms)\mathrm{Pa\cdot s} = \mathrm{kg/(m\cdot s)}이고, CGS 단위인 poise는 g/(cms)\mathrm{g/(cm\cdot s)}와 같다.

liter·atm은 부피와 압력을 곱한 값, 즉 에너지(일)의 단위이므로 점도 단위가 될 수 없다.

문제 60
배출가스 중의 NOx 제거법에 관한 설명 중 틀린 것은?
1비선택적인 촉매환원에서는 NOx뿐만 아니라, O2까지 소비된다.
2선택적 촉매환원법은 TiO2와 V2O5를 혼합하여 제조한 촉매에 NH3, H2, CO, H2S등의 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 환원시키는 방법이다.
3선택적 촉매환원법의 최적온도 범위는 700~850℃ 정도이며, 보통 50% 정도의 NOx를 저감시킬 수 있다.
4배출가스 중의 NOx제거는 연소조절에 의한 제어법보다 더 높은 NOx 제거효율이 요구되는 경우나 연소방식을 적용할 수 없는 경우에 사용된다.
정답 및 해설

선택적 촉매환원법(SCR)의 최적 반응온도는 약 275~400℃이고 NOx 제거율은 90% 안팎에 이른다. 700~850℃에서 50% 정도라는 수치가 틀렸다.

참고로 700~850℃에서 촉매 없이 암모니아·요소를 뿌려 40~50%를 제거하는 방식은 선택적 무촉매환원법(SNCR)이다.

나머지는 맞다. 비선택적 촉매환원은 NOx뿐 아니라 배기 중 O2까지 환원제로 소비하고, SCR은 TiO2·V2O5 촉매에 NH3 등 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 바꾼다.

문제 61
다음의 조건을 이용하여 가스크로마토그래프법에서 계산된 보유시간은?
15분
210분
315분
420분
정답 및 해설

보유시간은 기록지 이동속도피크 최고점까지의 기록지 이동거리(주입점에서 피크 최고점까지)로 계산한다. 조건에서 바탕선의 길이(피크 폭)가 10mm이고 이론단수 1600을 이용해 보유시간(tRt_R)을 구하면, 이론단수 N=16(tR/W)2N = 16(t_R/W)^2 관계식에서 1600=16(tR/10)21600 = 16(t_R/10)^2이므로 (tR/10)2=100(t_R/10)^2 = 100, tR=100mmt_R = 100\text{mm}가 된다.
이동속도가 5mm/분이므로 보유시간 =100÷5=20= 100 \div 5 = 20분으로 계산되어 20분이 정답이다.

문제 62
대기오염공정시험기준상 굴뚝 배출가스 중의 알데히드 및 케톤화합물의 분석방법으로 가장 적절한 것은?
1중화법
2페놀디슬폰산법
3크로모트로핀산법
44-아미노 안티피린법
정답 및 해설

배출가스 중 알데하이드류와 케톤화합물은 시료를 흡수액에 포집한 뒤 크로모트로핀산 자외선/가시선 분광법이나 아세틸아세톤 분광법, DNPH 유도체화 후 고성능액체크로마토그래피로 분석한다.

페놀디설폰산법은 질소산화물, 4-아미노안티피린법은 페놀류, 중화법은 산·염기 계열의 분석방법이다.

문제 63
굴뚝 등에서 배출되는 가스 중의 산소측정을 위한 자기풍분석계의 구성인자와 가장 거리가 먼 것은?
1담벨
2자극
3측정 셀
4열선소자
정답 및 해설

자기풍 분석계는 측정셀·자극(자기장)·열선소자·증폭기로 구성되며, 산소가 자기장에 끌려 흐르면서 만드는 자기풍이 열선을 식히는 정도로 산소농도를 잰다.

담벨은 자기장 속에서 받는 반발력의 변위를 읽는 담벨형 자기력 분석계의 핵심 부품이므로 자기풍 분석계의 구성인자가 아니다.

문제 64
굴뚝 배출가스 중의 이황화탄소 분석방법에 관한 설명 중 ( )에 알맞은 것은?
1㉠ 340 nm, ㉡ 0.05~1 V/Vppm
2㉠ 340 nm, ㉡ 3~60 V/Vppm
3㉠ 435 nm, ㉡ 0.05~1 V/Vppm
4㉠ 435 nm, ㉡ 3~60 V/Vppm
정답 및 해설

이황화탄소를 다이에틸아민 구리 용액에 흡수시키면 황갈색의 다이에틸다이티오카바민산 구리 착물이 생기고, 이 발색액의 흡광도를 435nm에서 측정한다.

시료가스 채취량이 10L일 때 이 방법의 정량범위는 3~60ppm이다.

문제 65
A 보일러 굴뚝의 배출가스 온도 280℃, 압력 760mmHg, 피토우관에 의한 동압 측정치는 0.552 mmHg이었다. 이 때 굴뚝 배출가스 평균유속(m/s)은? (단, 굴뚝 내 습배출가스의 밀도는 1.3 kg/Sm3, 피토우관 계수는 1 이다.)
1약 9.6
2약 12.3
3약 14.6
4약 15.1
정답 및 해설

피토관 유속은 V=C2ghγV = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}}로 구하되, 동압 h는 mmH2O 단위로, 밀도 γ는 측정조건(280℃)의 값으로 넣어야 한다.

동압 0.552mmHg×13.6=7.51mmH2O0.552\,\mathrm{mmHg}\times13.6 = 7.51\,\mathrm{mmH_2O}
실제 밀도 γ=1.3×273273+280=0.642kg/m3\gamma = 1.3\times\dfrac{273}{273+280} = 0.642\,\mathrm{kg/m^3}

따라서 V=1×2×9.8×7.510.64215.1m/sV = 1\times\sqrt{\dfrac{2\times9.8\times7.51}{0.642}} \approx 15.1\,\mathrm{m/s}

문제 66
굴뚝 배출가스 내 산소측정 분석계 중 측정셀, 자극보조 가스용 조리개, 검출소자, 증폭기 등으로 구성되는 것은?
1자기풍 분석계
2담벨형 자기력 분석계
3압력 검출형 자기력 분석계
4전기화학식 질코니아 분석계
정답 및 해설

측정셀·자극 보조가스용 조리개·검출소자·증폭기로 구성되는 것은 압력 검출형 자기력 분석계다. 보조가스를 흘리면서 산소가 자기장에 끌릴 때 생기는 압력 차를 검출해 농도를 구한다.

자기풍 분석계는 열선소자를, 담벨형 자기력 분석계는 담벨과 반사거울을 쓰며, 지르코니아식은 고온 고체전해질에서 생기는 기전력을 이용한다.

문제 67
굴뚝 배출가스 중의 벤젠을 흡광광도법으로 측정하려고 한다. 다음 설명 중 틀린 것은?
1벤젠을 질산암모늄을 가한 황산에 흡수시켜 니트로화 한다.
2시료중에 톨루엔이나 크실렌이 존재하면 측정치가 낮아진다.
3자색액의 흡광도로부터 벤젠을 정량하는 방법이다.
4시료중에 모노클로로벤젠이나 에틸벤젠이 존재하면 측정치가 높아진다.
정답 및 해설

벤젠을 질산암모늄이 든 황산에 흡수시켜 니트로화한 뒤 발색시키는 방법인데, 시료에 톨루엔·크실렌·모노클로로벤젠·에틸벤젠이 있으면 이들도 함께 니트로화되어 발색에 더해진다.

따라서 이들 방해물질이 있으면 측정치는 높아진다. 톨루엔이나 크실렌 때문에 낮아진다는 서술이 틀렸다.

문제 68
원형굴뚝의 단면적이 13~15m2인 경우 배출되는 먼지 측정을 위한 반경구분수(㉠)와 측정점수(㉡)는?
1㉠ 2, ㉡ 8
2㉠ 3, ㉡ 12
3㉠ 4, ㉡ 16
4㉠ 5, ㉡ 20
정답 및 해설

원형 굴뚝의 반경 구분수와 측정점수는 굴뚝 직경을 기준으로 정한다. 단면적 13~15m²는 직경으로 4×13π4.1m\sqrt{\dfrac{4\times13}{\pi}}\approx4.1\,\mathrm{m}에서 약 4.4m여서 4m 초과 4.5m 이하 구간에 든다.

이 구간의 반경 구분수는 4이고, 측정점은 서로 직교하는 두 지름 위에 잡으므로 4×4=164\times4=16, 즉 16점이 된다.

문제 69
환경대기 중 금속화합물을 원자흡수분광광도법(원자흡광광도법)으로 분석하고자 할 때 화학적 간섭에 관한 사항으로 거리가 먼 것은?
1아연 분석 시 213.8nm 측정파장을 이용할 경우 불꽃에 의한 흡수 때문에 바탕선(baseline)이 높아지는 경우가 있다.
2니켈 분석 시 다량의 탄소가 포함된 시료의 경우, 시료를 채취한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 전기로 안에서 105~110℃에서 30분 이상 건조한 후 전처리 조작을 행한다.
3철 분석 시 규소(Si)를 다량 포함하고 있을 때는 0.2% 염화칼슘(CaCl2) 용액을 첨가하여 분석하고, 유기산(특히 시트르산)이 다량 포함되어 있을 때는 0.5% 인산을 가하여 간섭을 줄일 수 있다.
4크롬 분석 시 아세틸렌-공기 불꽃에서는 철, 니켈 등에 의한 방해를 받으므로 황산나트륨, 황산칼륨 또는 이플루오린화수소암모늄을 1% 정도 가하여 분석한다.
정답 및 해설

원자흡수분광광도법에서 화학적 간섭은 시료 중 다른 성분이 대상 금속 원자의 흡수를 방해하는 현상으로, 주로 산화물 형성, 음이온 결합, 이온화 억제 등으로 나타난다. 1번은 213.8nm에서 아연 측정 시 높은 바탕선은 분자 흡수나 산란 같은 물리적 간섭이며, 이는 배경보정(D₂ 보정기)으로 해결하는 영역이지 화학적 간섭이 아니다. 3번의 규소 간섭 시 CaCl₂ 첨가, 유기산 간섭 시 인산 첨가, 4번의 크롬 분석 시 염(황산염 또는 불화암모늄) 첨가는 모두 산화물이나 음이온 화합물 형성을 억제하는 전형적인 화학적 간섭 제거법이다. 반면 2번은 여과지에서 탄소 제거를 위한 시료 전처리 방법으로, 분석 시료를 준비하는 전 단계에 해당하므로 분석 중에 발생하는 화학적 간섭 현상과는 거리가 있다.

문제 70
비산먼지의 농도를 구하기 위해 측정한 조건 및 결과가 다음과 같을 때 비산먼지의 농도(mg/m3)는?
15.6
26.8
38.1
410.1
정답 및 해설

비산먼지 농도는 대조위치 농도를 뺀 값에 풍향·풍속 보정계수를 곱해 구한다.

전 시료채취 기간 중 풍향이 45~90° 변하면 풍향 보정계수는 1.2이고, 풍속이 0.5m/s 미만 또는 10m/s 이상인 시간이 전 채취시간의 50% 이상이면 풍속 보정계수는 1.2다.

C=(5.80.17)×1.2×1.2=8.1mg/m3C = (5.8-0.17)\times1.2\times1.2 = 8.1\,\mathrm{mg/m^3}

문제 71
비분산 적외선 분석법에서 사용하는 주요 용어의 정의로 틀린 것은?
1비교가스 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스
2스팬 드리프트(Span Drift) : 계기의 눈금스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간내의 변동
3스팬가스(Span Gas) : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스
4정필터형 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식
정답 및 해설

스팬가스는 분석계의 최고(스팬) 눈금값을 교정하기 위해 사용하는 가스다. 최저 눈금값을 교정하는 것은 제로가스이므로 정의가 뒤바뀌었다.

나머지는 맞다. 비교가스는 적외선을 흡수하지 않는 대조용 가스, 스팬 드리프트는 스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간 내 변동, 정필터형은 측정성분이 흡수하는 파장에서 그 흡수를 측정하는 방식이다.

문제 72
원자흡광 분석장치에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1램프점등장치 중 직류점등 방식은 광원의 빛 자체가 변조되어 있기 때문에 빛의 단속기(chopper)는 필요하지 않다.
2원자흡광분석용 광원은 원자흡광 스펙트럼선의 선폭보다 좁은 선폭을 갖고 휘도가 높은 스펙트럼을 방사하는 중공음극램프가 많이 사용된다.
3시료를 원자화하는 일반적인 방법은 용액상태로 만든 시료를 불꽃 중에 분무하는 방법이며 플라즈마 제트불꽃 또는 방전을 이용하는 방법도 있다.
4전분무 버너는 가연가스와 조연가스가 버너 선단부에서 혼합되어 불꽃을 형성하고 이 때 빨아올린 시료용액은 모든 이 불꽃 속으로 들어가게 된다.
정답 및 해설

광원의 빛 자체가 변조되어 있어 단속기(chopper)가 필요 없는 것은 교류점등 방식이다. 직류점등에서는 빛이 변조되지 않으므로 불꽃 자체의 발광과 구분하기 위해 chopper가 필요하다.

나머지는 맞다. 광원으로는 흡수선폭보다 좁은 선폭의 빛을 내는 중공음극램프를 쓰고, 시료는 보통 용액을 불꽃에 분무해 원자화하며, 전분무 버너에서는 빨아올린 시료용액이 모두 불꽃 속으로 들어간다.

문제 73
이온크로마토그래프법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1공급전원은 전압변동 5% 이하, 주파수변동 10% 이하로 변동이 적어야 한다.
2일반적으로 강수물, 대기먼지, 하천수 중의 이온성분을 정량, 정성 분석하는 데 이용한다.
3가시선 흡수 검출기(VIS 검출기)는 전이금속 성분의 발색반응을 이용하는 경우에 사용된다.
4서프렛서는 관형과 이온교환막형이 있으며, 관형은 음이온에는 스티롤계 강산형(H+)수지가, 양이온에는 스티롤계 강염기형(OH-)의 수지가 충진된 것을 사용한다.
정답 및 해설

이온크로마토그래프의 설치조건에서 공급전원은 기기가 지정한 전압·전기용량·주파수여야 하며, 전압변동은 10% 이하이고 주파수는 변동이 없어야 한다. 전압 5%·주파수 10%로 뒤바꾼 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 강수·대기먼지·하천수의 이온성분 정성·정량에 쓰이고, 전이금속의 발색반응을 이용할 때 가시선 흡수 검출기를 쓰며, 서프렛서는 관형과 이온교환막형으로 나뉜다.

문제 74
가스크로마토그래피(Gas Chromatography)분석에 사용되는 검출기와 거리가 먼 것은?
1Thermal Conductivity Detector
2Electronic Conductivity Detector
3Electron Capture Detector
4Flame Photometric Detector
정답 및 해설

가스크로마토그래피(GC)의 검출기 중 Electronic Conductivity Detector(전자전도도 검출기)는 실제 GC 분석에 사용되지 않는 검출기다. TCD(열전도도)는 모든 물질에 반응하는 범용 검출기이고, ECD(전자포획)는 할로겐·질소 함유 화합물에 선택적으로 사용되며, FPD(불꽃광도)는 황·인 화합물 검출에 사용되는 것으로 모두 실제 GC 응용에서 널리 활용된다. 반면 Electronic Conductivity Detector는 학문적 개념만 있고 실무 GC 장비에는 실장되지 않는 검출기로, 일반적인 GC 분석 범주에서 거리가 가장 멀다.

문제 75
환경대기 중의 시료채취에 관한 일반적인 주의사항으로 거리가 먼 것은?
1악취물질의 채취는 되도록 짧은 시간 내에 끝내고 입자상 물질중의 금속성분이나 발암성 물질 등은 되도록 장시간 채취한다.
2시료채취 유량은 각 항에서 규정하는 범위 내에서는 되도록 많이 채취하는 것을 원칙으로 한다.
3바람이나 눈, 비로부터 보호하기 위하여 측정기기는 실내에 설치하고 벽과의 반응, 흡착, 흡수 등에 의한 영향을 최소한도로 줄일 수 있는 재질과 방법을 선택한다.
4입자상 물질을 채취할 경우에는 채취관 벽에 분진이 부착 또는 퇴적하는 것을 피하고 특히 채취관은 수평방향으로 연결할 경우에는 되도록 관의 길이를 길게 하고 곡률반경은 작게 한다.
정답 및 해설

채취관 벽에 먼지가 붙거나 쌓이면 시료가 손실되므로, 입자상 물질을 채취할 때는 채취관 길이를 되도록 짧게 하고 굽힘부의 곡률반경은 크게 해야 한다. 길게·작게라는 서술이 정반대다.

나머지는 맞다. 악취물질은 변질 우려로 짧은 시간에, 금속·발암성 물질은 검출한계 때문에 장시간 채취하며, 규정 범위 안에서 채취량은 되도록 많이 잡는다.

문제 76
대기오염공정시험기준의 화학분석 일반사항에서 시험의 기재 및 용어에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1액체성분의 양을"정확히 취한다"함은 메스피펫, 메스실린더 정도의 정확도를 갖는 용량계 사용을 말한다.
2시험조작 중"즉시"란 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 말한다.
3"항량이 될 때 까지 건조한다"라 함은 따로 규정이 없는 한 보통의 건조방법으로 1시간 더 건조 시, 전후 무게의 차가 매 g 당 0.3mg이하 일 때를 말한다.
4"정확히 단다"라 함은 규정한 량의 검체를 취하여 분석용 저울로 0.1mg까지 다는 것을 뜻한다.
정답 및 해설

액체 성분의 양을 정확히 취한다는 것은 홀피펫·부피플라스크처럼 부피를 정밀하게 잴 수 있는 기구로 규정량을 취하는 것을 뜻한다. 메스피펫·메스실린더 정도의 정확도로 재는 것은 그냥 취한다로 표현한다.

나머지는 맞다. 즉시는 30초 이내, 항량은 1시간 더 건조했을 때 전후 무게차가 g당 0.3mg 이하가 되는 상태, 정확히 단다는 분석용 저울로 0.1mg까지 다는 것을 말한다.

문제 77
전기 아크로를 사용하는 철강공장에서 외부로 비산 배출되는 먼지를 불투명도법으로 측정하는 방법에 관한 설명으로 옳은 것은?
1비탁도는 최소 1도의 단위로 측정값을 기록한다.
2시료의 채취시간은 60초 간격으로 비탁도를 측정한다.
3측정된 비탁도에 100%를 곱한 값을 불투명도 값으로 한다.
4측정 시 태양은 측정자의 좌측 또는 우측에 있어야 하고, 측정위치는 발생원으로부터 멀어도 1 km 이내이어야 한다.
정답 및 해설

불투명도법은 배출되는 연기를 육안으로 관측하는 방법이라 측정자의 위치 조건이 정해져 있다. 태양은 측정자의 좌측 또는 우측에 두어야 하고, 측정위치는 발생원에서 멀어도 1km 이내여야 한다.

또 링겔만 비탁도 1도가 불투명도 20%에 해당하므로, 측정된 비탁도에 20%를 곱한 값을 불투명도 값으로 삼는다. 100%를 곱한다는 서술은 틀렸다.

문제 78
굴뚝배출가스 중 아황산가스를 연속적으로 자동측정하는 방법에서 사용되는 용어의 의미로 거리가 먼 것은?
190% 교정가스를 스팬가스라고 한다.
2제로가스는 표준시험기관에 의해 아황산가스 농도가 0.1ppm 미만으로 보증된 참가스를 말한다.
3교정가스는 공인기관의 보정치가 제시되어 있는 표준가스로 연속자동측정기 최대 눈금치의 약 50%와 90%에 해당하는 농도를 갖는다.
4보정이란 보다 참에 가까운 값을 구하기 위하여 판독값 또는 계산값에 어떤 값을 가감하는 것 또는 그 값을 말한다.
정답 및 해설

제로가스는 측정기의 영점(0점)을 교정하기 위한 가스로, 측정성분인 아황산가스를 실질적으로 함유하지 않는 정제공기나 질소를 쓴다.

보기처럼 표준시험기관이 농도를 보증한 가스는 오히려 교정가스(스팬가스)에 해당하는 설명이므로 제로가스의 정의로는 맞지 않는다.

나머지는 맞다. 교정가스는 최대 눈금치의 약 50%와 90% 농도로 준비하며 그중 90%짜리를 스팬가스라 하고, 보정은 참값에 가깝게 하기 위해 판독값이나 계산값에 어떤 값을 가감하는 것이다.

문제 79
굴뚝배출가스 중 먼지측정을 위한 시료채취방법에 관한 사항으로 옳지 않은 것은?(2021년 09월 개정된 규정 적용됨)
1한 채취점에서의 채취시간을 최소 30초 이상으로 하고 모든 채취점에서 채취시간을 동일하게 한다.
2동압은 원칙적으로 0.1 mmH2O의 단위까지 읽고, 이 때, 피토관의 배출가스 흐름방향에 대한 편차를 10°이하가 되어야 한다.
3등속흡인식에 의해서 등속계수를 구하고 그 값이 90~110% 범위 내에 들지 않는 경우에는 다시 시료채취를 행한다.
4피토관을 측정공에서 굴뚝내의 측정점 까지 삽입하여 전압공을 배출가스 흐름방향에 바로 직면시켜 압력계에 의하여 동압을 측정한다.
정답 및 해설

굴뚝배출가스 중 먼지측정의 시료채취방법 기준을 검토하면, 1번이 옳지 않다. 한 채취점에서의 채취시간은 최소 60초 이상으로 규정되어 있으며, 모든 채취점에서 채취시간을 동일하게 한다는 조건은 맞으나 30초는 부족하다. 2번은 동압 측정 시 0.1 mmH₂O 단위까지 읽고 피토관 편차 10° 이하 조건이 정확하다. 3번은 등속흡인식 채취에서 등속계수가 90~110% 범위 내에 들어야 하며 범위를 벗어나면 재채취하는 기준이 맞다. 4번은 피토관의 전압공(+)을 배출가스 흐름방향으로 직면시켜 동압을 측정하는 방법이 정확하다.

문제 80
연료용 유류 중의 황함유량 측정방법 중 방사선식 여기법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1여기법 분석계의 전원 스위치를 넣고, 1시간 이상 안정화 시킨다.
2시료에 방사선을 조사하고 여기된 황의 원자에서 발생하는 γ선의 강도를 측정한다.
3표준 시료는 디부틸디술파이드를 이용하여 조제한 것으로 황함유량이 확인된 것을 사용한다.
4시료를 충분히 교반한 후 준비된 시료 셀에 기포가 들어가지 않도록 주의하여 액층의 두께가 5~20 mm가 되도록 시료를 넣는다.
정답 및 해설

방사선식 여기법은 시료에 방사선을 쬐어 여기된 황 원자에서 나오는 형광 X선의 세기를 측정해 황 함유량을 구한다. γ선의 강도를 측정한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 분석계는 전원을 넣고 1시간 이상 안정화시키며, 표준시료는 황 함유량이 확인된 디부틸디술파이드로 조제하고, 시료 셀에는 기포가 들어가지 않게 액층 두께 5~20mm로 채운다.

문제 81
대기환경보전법상 ( )에 알맞은 기간은?
13년
25년
310년
420년
정답 및 해설

대기환경보전법 제11조에 따라 대기오염물질과 온실가스를 줄여 대기환경을 개선하기 위한 대기환경개선 종합계획10년마다 수립·시행해야 한다.

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

문제 82
대기환경보전법규상 대기오염방지시설에 해당하지 않는 것은? (단, 기타사항 제외)
1음파집진시설
2화학적침강시설
3미생물을 이용한 처리시설
4촉매반응을 이용하는 시설
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 4는 대기오염방지시설로 중력·관성력·원심력·세정·여과·전기·음파집진시설과 흡수·흡착·직접연소·촉매반응을 이용하는 시설·응축·산화환원·미생물을 이용한 처리시설·연소조절에 의한 시설을 열거한다.

화학적 침강시설은 이 목록에 없다. 약품을 넣어 응집·침전시키는 수처리 계열 시설이어서 대기오염방지시설에 해당하지 않는다.

문제 83
대기환경보전법령상 대기오염경보단계 중'경보발령'의 경우 조치하여야 하는 사항과 가장 거리가 먼 것은?
1주민의 실외활동 제한 요청
2자동차 사용의 제한
3사업장의 연료사용량 감축 권고
4사업장의 조업시간 단축 명령
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령의 경보 단계별 조치에서 경보 발령 시에는 주민의 실외활동 제한 요청, 자동차 사용의 제한, 사업장의 연료사용량 감축 권고 등을 한다.

사업장의 조업시간 단축명령은 한 단계 위인 중대경보 발령 시의 조치로, 주민 실외활동 금지 요청·자동차 통행금지와 함께 규정돼 있다.

문제 84
대기환경보전법령상 대기오염물질발생량의 합계가 연간 25톤인 사업장에 해당하는 것은? (단, 기타사항 제외)
11종 사업장
22종 사업장
33종 사업장
44종 사업장
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 별표 1의3의 사업장 분류기준에서 2종 사업장은 대기오염물질발생량 합계가 연간 20톤 이상 80톤 미만인 사업장이므로 연간 25톤은 여기에 든다.

1종은 80톤 이상, 3종은 10톤 이상 20톤 미만, 4종은 2톤 이상 10톤 미만, 5종은 2톤 미만이다.

문제 85
악취방지법규상 지정악취물질이 아닌 것은?
1황화수소
2이산화황
3아세트알데하이드
4다이메틸다이설파이드
정답 및 해설

악취방지법 시행규칙 별표 1의 지정악취물질에는 암모니아·황화수소·메틸메르캅탄·다이메틸설파이드·다이메틸다이설파이드·트라이메틸아민·아세트알데하이드·스타이렌 등이 규정돼 있다.

이산화황은 대기환경보전법상 대기오염물질일 뿐 지정악취물질 목록에는 없다.

문제 86
대기환경보전법규상 기관출력이 130kW 초과인 선박의 질소산화물 배출기준(g/kWh)은? (단, 정격 기관속도 n(크랭크샤프트의 분당속도)이 130rpm 미만이며 2010년 12월 31일 이전에 건조한 선박의 경우)
19.0×n(-2.0) 이하
245.0×n(-0.2) 이하
39.8 이하
417 이하
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 35의 선박 배출허용기준에서 기관출력 130kW 초과 선박의 질소산화물 기준은 정격 기관속도 n에 따라 나뉘고, 2010년 12월 31일 이전에 건조된 선박에는 기준 1이 적용된다.

기준 1에서 n이 130rpm 미만이면 17g/kWh 이하다. 130rpm 이상 2,000rpm 미만은 45.0×n(-0.2) 이하, 2,000rpm 이상은 9.8 이하가 적용된다.

문제 87
대기환경보전법령상 초과부과금 부과대상 오염물질이 아닌 것은?
1먼지
2불소화합물
3시안화수소
4질소산화물
정답 및 해설

대기환경보전법령상 초과부과금은 배출허용기준을 초과하여 배출하는 특정 오염물질에 대해 부과되는데, 그 대상 물질은 먼지, 황산화물, 질소산화물을 제외한 유해대기오염물질로 제한된다. 질소산화물은 일반 대기오염물질로서 초과부과금 대상에서 명시적으로 제외되며, 먼지(1번)는 유해대기오염물질 중 하나, 불소화합물(2번)과 시안화수소(3번)는 유해대기오염물질로 초과부과금 부과 대상에 포함된다. 따라서 질소산화물이 초과부과금 부과대상이 아닌 물질이다.

문제 88
대기환경보전법령상 과태료 부과기준으로 옳지 않은 것은?
1위반행위의 횟수에 따른 과태료의 부과기준은 최근 1년간 같은 위반행위로 과태료 부과처분을 받은 경우에 적용한다.
2부과권자는 과태료 금액의 2분의 1의 범위에서 그 금액을 줄일 수 있으나, 과태료를 체납하고 있는 위반행위자에 대해서는 그러하지 아니하다.
3개별기준으로 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 않은 경우 과태료 금액은 100만원이다.
4개별기준으로 비산먼지 발생사업장으로 신고하지 아니한 경우 과태료 금액은 200만원이다.
정답 및 해설

비산먼지 발생사업 신고를 하지 않은 경우는 과태료가 아니라 대기환경보전법 제92조에 따른 300만원 이하의 벌금 대상이다. 200만원의 과태료는 억제시설 설치나 필요한 조치 없이 시멘트·석탄·토사 등 분체상 물질을 운송한 경우에 매겨진다.

나머지는 시행령 별표 15와 같다. 위반횟수에 따른 가중은 최근 1년간 같은 위반으로 부과처분을 받은 경우에 적용하고, 부과권자는 2분의 1 범위에서 감경할 수 있으나 체납자는 감경할 수 없으며, 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 않으면 위반 차수에 따라 최대 100만원이 부과된다.

문제 89
환경기술인 등의 교육에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1교육과정의 교육기간은 4일 이내로 한다.
2환경보전협회는 환경기술인의 교육기관이다.
3신규교육은 환경기술인으로 임명된 날부터 30일 이내에 교육을 이수하여야 한다.
4환경부장관은 교육계획을 매년 1월 31일까지 시·도지사에게 통보하여야 한다.
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제125조에 따라 환경기술인의 신규교육은 임명된 날부터 1년 이내에 1회 받아야 한다. 30일 이내가 아니다.

나머지는 맞다. 교육기간은 4일 이내이고(원격교육은 따로 정한다), 교육은 한국환경보전원(옛 환경보전협회) 등 지정된 교육기관이 실시하며, 승인된 교육계획은 매년 1월 31일까지 시·도지사 등에게 통보한다. 보수교육은 신규교육을 받은 날을 기준으로 3년마다 1회다.

문제 90
대기환경보전법령상 오염물질의 초과부과금 산정 시 위반횟수별 부과계수 산출방법이다. ( )에 알맞은 것은?
1100분의 100
2100분의 105
3100분의 110
4100분의 120
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제26조의 위반횟수별 부과계수는 위반이 없으면 100분의 100, 처음 위반하면 100분의 105, 2차 이상 위반하면 위반 직전의 부과계수에 100분의 105를 곱한 값으로 한다.

즉 위반이 거듭될수록 계수가 1.05배씩 커지는 구조다.

문제 91
대기환경보전법령상 배출부과금 산정 시 자동측정사업장의 경우 배출허용기준을 초과하는 위반횟수의 기준은?
11시간 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
230분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
315분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
45분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제26조 제4항에 따라 굴뚝 자동측정기기로 측정결과를 자동 전송하는 자동측정사업장30분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수를 위반횟수로 본다.

다만 30분 평균치가 24시간 이내에 2회 이상 초과하면 위반횟수를 1회로 보며, 위반횟수는 배출구마다 오염물질별로 3개월을 단위로 산정한다.

문제 92
대기환경보전법규상 고체연료 사용시설 설치기준 중 석탄사용시설기준이다. ( )에 알맞은 값은?
1㉠ 50m, ㉡ 50m 미만
2㉠ 50m, ㉡ 25m 이상 50m 미만
3㉠ 100m, ㉡ 25m 이상 100m 미만
4㉠ 100m, ㉡ 60m 이상 100m 미만
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 12(고체연료 사용시설 설치기준)의 석탄사용시설 기준은 배출시설의 굴뚝높이를 100m 이상으로 하도록 정하고 있다.

다만 굴뚝 상부 안지름, 배출가스 온도와 속도 등을 고려한 유효굴뚝높이가 440m 이상인 경우에는 굴뚝높이를 60m 이상 100m 미만으로 할 수 있다.

여기서 유효굴뚝높이는 굴뚝의 실제 높이에 배출가스의 상승고도를 합산한 높이이며, 그 산정방법은 국립환경과학원장이 정하여 고시한다.

문제 93
배출부과금 부과 시 고려사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1대기오염물질의 농도
2배출허용기준 초과여부
3대기오염물질의 배출기간
4배출되는 대기오염물질의 종류
정답 및 해설

배출부과금을 부과할 때 고려하는 사항은 배출허용기준 초과 여부, 배출되는 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 배출 기간, 대기오염물질의 배출량, 자가측정 실시 여부 등이다(대기환경보전법 제35조).

즉 부과 규모를 가르는 것은 얼마나 많이 내보냈는지인 배출량이며, 농도는 고려사항으로 규정되어 있지 않다.

문제 94
대기환경보전법규상 대기오염 경보단계 중"경보"해제기준에서 ( )에 알맞은 것은?
10.1ppm 이상 0.3ppm 미만
20.1ppm 이상 0.5ppm 미만
30.12ppm 이상 0.3ppm 미만
40.12ppm 이상 0.5ppm 미만
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 7에 따르면 오존 경보는 농도가 0.3ppm 이상일 때 발령하고, 경보가 발령된 지역의 오존농도가 0.12ppm 이상 0.3ppm 미만이 되면 해제하지 않고 주의보로 전환한다.

주의보 발령기준이 0.12ppm 이상이므로 경보기준 아래로 내려가도 주의보 기준 이상이면 한 단계만 낮춰 유지하는 구조이다.

오존 농도는 1시간 평균농도를 기준으로 하며, 해당 지역 측정소가 한 곳이라도 발령기준을 초과하면 그 경보를 발령할 수 있다.

문제 95
대기환경보전법령상 인증을 면제할 수 있는 자동차에 해당되는 것은?
1항공기 지상 조업용 자동차
2국가대표 선수용 자동차로서 문화체육관광부장관의 확인을 받은 자동차
3여행자 등이 다시 반출할 것을 조건으로 일시 반입하는 자동차
4주한 외국군인의 가족이 사용하기 위하여 반입하는 자동차
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제46조제1항은 여행자 등이 다시 반출할 것을 조건으로 일시 반입하는 자동차를 인증 면제 대상으로 정하고 있다.

나머지 셋은 모두 인증을 생략할 수 있는 자동차(같은 조 제2항)에 해당한다.

  • 항공기 지상 조업용 자동차
  • 문화체육관광부장관의 확인을 받은 국가대표 선수용 자동차
  • 외교관 또는 주한 외국군인의 가족이 사용하기 위하여 반입하는 자동차

면제 대상에는 이 밖에 군용ㆍ소방용 자동차, 수출용 자동차, 이주물품으로 반입하는 1대의 자동차 등이 있다.

문제 96
대기환경보전법에서 사용하는 용어의 정의로 틀린 것은?
1매연: 연소할 때 발생하는 유리탄소가 주가되는 미세한 입자상 물질을 말한다.
2가스: 물질이 연소, 합성, 분해될 때 발생하거나 물리적 성질로 인하여 발생하는 기체상 물질을 말한다.
3기후, 생태계변화 유발물질: 지구온난화 등으로 생태계의 변화를 가져올 수 있는 기체상 또는 입자상 물질로서 대통령령이 정하는 것을 말한다.
4온실가스: 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중의 가스상태 물질로서 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황을 말한다.
정답 및 해설

기후ㆍ생태계 변화유발물질은 지구 온난화 등으로 생태계의 변화를 가져올 수 있는 기체상물질로서 온실가스와 환경부령으로 정하는 것을 말한다(대기환경보전법 제2조).

따라서 대상을 기체상 또는 입자상 물질로 넓히거나 정하는 형식을 대통령령이라고 한 서술은 정의와 다르다.

매연, 가스, 온실가스의 정의는 모두 같은 조문의 문언과 일치한다.

문제 97
다중이용시설 등의 실내공기질관리법규상 신축공동주택의 실내공기질 권고 기준으로 옳지 않은 것은?
1자일렌 : 600 ㎍/m3 이하
2톨루엔 : 1000 ㎍/m3 이하
3스티렌 : 300 ㎍/m3 이하
4에틸벤젠 : 360 ㎍/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 4의2의 신축 공동주택 실내공기질 권고기준에서 자일렌은 700㎍/㎥ 이하이므로 600㎍/㎥은 기준과 다르다.

나머지는 톨루엔 1000㎍/㎥, 스티렌 300㎍/㎥, 에틸벤젠 360㎍/㎥ 이하로 규정과 같으며, 이 밖에 폼알데하이드 210㎍/㎥, 벤젠 30㎍/㎥, 라돈 148Bq/㎥ 이하가 규정되어 있다.

문제 98
대기환경보전법상 대기오염 경보가 발령된 지역에서 자동차 운행제한이나 사업장 조업단축의 명령을 정당한 사유 없이 위반한 자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?
11년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처한다.
21년 이하의 징역이나 500만원 이하의 벌금에 처한다.
3500만원 이하의 벌금에 처한다.
4300만원 이하의 벌금에 처한다.
정답 및 해설

대기오염경보가 발령된 지역에서 시ㆍ도지사가 명한 자동차 운행제한이나 사업장 조업단축 등의 명령을 정당한 사유 없이 위반하면 300만원 이하의 벌금에 처한다(대기환경보전법 제92조제1호).

이 명령은 경보 발령지역의 대기오염을 긴급히 줄일 필요가 있을 때 기간을 정해 내리는 것이며, 명령을 받은 자는 정당한 사유가 없으면 따라야 한다(같은 법 제8조).

문제 99
대기환경보전법상 배출시설의 설치허가 및 신고 등에 대한 설명으로 틀린것은?
1신고한 사항을 변경하고자 하는 경우에는 변경신고를 하여야 한다.
2허가받은 사항을 변경하고자 하는 경우에는 사안에 따라 변경허가를 받거나, 변경신고를 하여야 한다.
3대기오염물질 배출시설을 설치완료한 자는 배출시설의 가동을 시작하기 전에 배출시설 허가를 받거나 신고를 하여야 한다.
4특정대기유해물질로 인하여 주민의 건강과 재산에 심각한 위해를 끼칠 우려가 있다고 인정되면 대통령령으로 정하는 바에 따라 배출시설 설치를 제한할 수 있다.
정답 및 해설

배출시설은 설치하려는 자가 미리 시ㆍ도지사의 허가를 받거나 신고를 하여야 한다(대기환경보전법 제23조제1항). 설치를 완료한 뒤 가동 시작 전에 허가ㆍ신고를 한다는 서술은 순서가 뒤바뀐 것이다.

설치를 마친 뒤에 하는 절차는 별도의 가동개시 신고이며, 허가ㆍ신고는 그보다 앞서 이루어져야 한다.

허가사항 중 대통령령으로 정하는 중요한 사항의 변경은 변경허가, 그 밖의 사항과 신고사항의 변경은 변경신고 대상이고, 특정대기유해물질로 주민의 건강ㆍ재산에 심각한 위해가 우려되면 배출시설 설치를 제한할 수 있다.

문제 100
환경부령이 정하는 자동차 연료의 제조기준에 적합하지 아니하게 제조된 유류제품 등을 자동차연료로 사용한 자에 대한 벌칙기준으로 적절한 것은?
1200만원 이하의 과태료
2300만원 이하의 벌금
31년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
42년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금
정답 및 해설

제조기준에 맞지 아니하게 제조된 유류제품 등을 자동차연료로 사용한 자1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처한다(대기환경보전법 제91조제9호).

누구든지 검사 결과 제조기준에 맞지 않는 것으로 판정되었거나 검사를 받지 않고 제조된 자동차연료를 공급ㆍ판매하거나 사용할 수 없으며(같은 법 제74조), 이를 공급ㆍ판매한 자는 사용한 자보다 더 무겁게 처벌된다.

대기환경기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

16년 1회차

100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
복사역전이 가장 발생되기 쉬운 기상조건은?
1하늘이 흐리고, 바람이 강하며, 습도가 높을 때
2하늘이 흐리고, 바람이 약하며, 습도가 낮을 때
3하늘이 맑고, 바람이 강하며, 습도가 높을 때
4하늘이 맑고, 바람이 약하며, 습도가 낮을 때
정답 및 해설

복사역전은 밤사이 지표가 적외선을 우주로 내보내며 급격히 냉각되어 지표 부근 공기만 차가워질 때 생긴다.

따라서 복사냉각을 막을 구름이 없고(맑은 하늘), 상하 혼합이 일어나지 않으며(약한 바람), 수증기가 적어 지표 복사가 잘 빠져나가는(낮은 습도) 조건에서 가장 잘 발달한다.

구름과 습도가 높으면 지표가 내보낸 복사를 되돌려 주고, 바람이 강하면 난류혼합으로 상하 온도차가 지워져 역전층이 만들어지지 않는다.

문제 2
도시 대기오염물질 중, 태양빛을 흡수하는 기체 중의 하나로서 파장 420nm 이상의 가시광선에 의해 광분해되는 물질로 대기 중 체류시간이 약 2~5일 정도인 것은?
1SO2
2NO2
3CO2
4RCHO
정답 및 해설

가시광선 영역인 420nm 이상의 빛을 흡수해 NO2+hνNO+O\mathrm{NO_2} + h\nu \rightarrow \mathrm{NO} + \mathrm{O}로 광분해되는 물질은 NO2다. 이때 떨어져 나온 산소원자가 오존을 만들어 광화학스모그를 개시한다.

NO2의 대기 중 체류시간은 약 2~5일로 짧다. CO2는 체류시간이 수년 이상이고 SO2는 가시광선으로 광분해되지 않는다.

문제 3
경도풍을 형성하는데 필요한 힘과 가장 거리가 먼 것은?
1마찰력
2전향력
3원심력
4기압경도력
정답 및 해설

경도풍은 등압선이 곡선인 상층 자유대기에서 부는 바람으로, 기압경도력·전향력·원심력 세 힘이 균형을 이룬 상태로 설명된다.

자유대기는 지표에서 충분히 떨어져 있어 마찰력을 무시한다. 마찰력까지 고려하는 것은 지표 부근에서 부는 지상풍이다.

문제 4
광화학스모그와 가장 거리가 먼 것은?
1NO
2CO
3PAN
4HCHO
정답 및 해설

광화학스모그는 NOx와 VOC가 햇빛을 받아 반응하면서 O3, PAN, 알데하이드(HCHO) 같은 2차 오염물질을 만드는 현상이다.

CO는 이 광화학반응의 주 전구물질도 생성물도 아니어서 가장 거리가 멀다. NO는 출발물질이고 PAN과 HCHO는 대표적인 생성물이다.

문제 5
Dobson unit에 관한 설명에서 ( )에 알맞은 것은?
10.01mm
20.1mm
30.1cm
41cm
정답 및 해설

돕슨 단위(DU)는 대기 기둥 속 오존을 모두 지표의 표준상태(0℃, 1기압)로 모았을 때의 두께로 환산한 값이며, 1 DU = 0.01mm다.

따라서 오존전량 300 DU는 두께 3mm에 해당한다.

문제 6
굴뚝높이가 60m, 대기온도 27℃, 배기가스의 평균온도가 137℃ 일 때, 통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서 요구되는 배출가스의 온도는? (단, 굴뚝의 높이는 일정하고, 배기가스와 대기의 비중량은 1.3kg/Nm3이다.)
1약 230℃
2약 280℃
3약 320℃
4약 370℃
정답 및 해설

굴뚝의 통풍력(자연통풍)은 D=Hg(γaγg)/γaD = H \cdot g \cdot (\gamma_a - \gamma_g) / \gamma_a로 표현되며, 여기서 γa\gamma_a는 대기의 비중량, γg\gamma_g는 배기가스의 비중량이다. 이상기체법칙에 의해 γg=γaTaTg\gamma_g = \gamma_a \cdot \dfrac{T_a}{T_g}이므로, 통풍력은 D(TgTa)/TgD \propto (T_g - T_a) / T_g에 비례한다. 초기 조건에서 Ta=27+273=300KT_a = 27 + 273 = 300\text{K}, Tg=137+273=410KT_g = 137 + 273 = 410\text{K}이고, 초기 통풍력 지수는 (410300)/410=110/4100.2683(410 - 300) / 410 = 110 / 410 \approx 0.2683이다. 통풍력을 1.5배 증가시키려면 새로운 온도 TgT_g'에서 (Tg300)/Tg=1.5×0.26830.4024(T_g' - 300) / T_g' = 1.5 \times 0.2683 \approx 0.4024가 되어야 한다. 이를 정리하면 Tg300=0.4024TgT_g' - 300 = 0.4024 \cdot T_g', 0.5976Tg=3000.5976 \cdot T_g' = 300, Tg502KT_g' \approx 502\text{K}이다. 그런데 더 간단한 비례식으로 Tg300Tg=1.5×110410\dfrac{T_g' - 300}{T_g'} = 1.5 \times \dfrac{110}{410}을 풀면 Tg503K230°CT_g' \approx 503\text{K} \approx 230°\text{C}이다.

문제 7
가우시안형의 대기오염확산방정식을 적용할 때, 지면에 있는 오염원으로부터 바람부는 방향으로 250m 떨어진 연기의 중심축 상 지상오염농도(mg/m3)는? (단, 오염물질의 배출량 6g/sec, 풍속 4.5m/sec, σy는 22.5m, σZ는 12m 이다.)
11.26
21.36
31.57
41.83
정답 및 해설

가우시안형 대기오염확산방정식에서 지상의 연기 중심축(y=0, z=H=0)에서의 농도는 C=QπσyσzuC = \dfrac{Q}{\pi \sigma_y \sigma_z u}이다. 주어진 값을 대입하면: C=6×103 mg/sπ×22.5 m×12 m×4.5 m/sC = \dfrac{6 \times 10^3 \text{ mg/s}}{\pi \times 22.5 \text{ m} \times 12 \text{ m} \times 4.5 \text{ m/s}} (배출량 6g/s = 6,000 mg/s로 단위 통일). 분모를 계산하면 π×22.5×12×4.5=π×1,2153.14159×1,2153,817.0\pi \times 22.5 \times 12 \times 4.5 = \pi \times 1,215 \approx 3.14159 \times 1,215 \approx 3,817.0이고, C=6,0003,817.01.57 mg/m3C = \dfrac{6,000}{3,817.0} \approx 1.57 \text{ mg/m}^3이다.

문제 8
대기의 수직구조에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1대류권의 높이는 여름보다 겨울이 높다.
2대류권은 지상으로부터 약 20~30km 정도의 범위를 말한다.
3구름이 끼고 비가 내리는 등의 기상현상은 대류권에 국한되어 나타나는 현상이다.
4대류권의 높이는 고위도 지방보다 저위도 지방이 낮다.
정답 및 해설

수증기가 대부분 모여 있고 위로 갈수록 기온이 낮아 연직 혼합(대류)이 활발한 층은 대류권뿐이므로, 구름·강수 같은 기상현상은 대류권에 국한되어 나타난다.

나머지는 모두 반대로 서술돼 있다.

  • 대류권 높이는 기온이 높은 여름이 겨울보다 높다.
  • 대류권은 지상에서 약 11km까지이며, 20~30km는 성층권의 오존층 부근이다.
  • 대류권 높이는 저위도(약 17km)가 고위도(약 8km)보다 높다.
문제 9
바람을 일으키는 힘 중 전향력에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1전향력은 운동의 속력과 방향에 영향을 미친다.
2북반구에서는 항상 움직이는 물체의 운동방향의 오른쪽 직각방향으로 작용한다.
3전향력은 극지방에서 최대가 되고 적도지방에서 최소가 된다.
4전향력의 크기는 위도, 지구자전 각속도, 풍속의 함수로 나타낸다.
정답 및 해설

전향력은 지구 자전 때문에 나타나는 겉보기 힘으로 운동 방향에 항상 직각으로 작용한다. 힘이 운동 방향에 수직이면 일을 하지 않으므로 속력은 바꾸지 못하고 방향만 바꾼다.

크기는 2Ωvsinϕ2\Omega v \sin\phi로 위도·지구자전 각속도·풍속의 함수여서 극지방에서 최대, 적도에서 0이 되고, 북반구에서는 운동방향의 오른쪽 직각으로 작용한다.

문제 10
공기역학적직경(aero-dynamic diameter)에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?
1대상 먼지와 침강속도가 동일하며 밀도가 1g/cm3인 구형입자의 직경
2대상 먼지와 침강속도가 동일하며 밀도가 1kg/cm3인 구형입자의 직경
3대상 먼지와 밀도 및 침강속도가 동일한 선형입자의 직경
4대상 먼지와 밀도 및 침강속도가 동일한 구형입자의 직경
정답 및 해설

공기역학적 직경은 대상 먼지와 침강속도가 같으면서 밀도가 1g/cm³인 구형 입자의 직경으로 정의한다.

밀도를 1g/cm³로 못 박기 때문에 모양과 밀도가 제각각인 실제 먼지를 하나의 잣대로 비교할 수 있다. 밀도까지 대상 먼지와 같다고 두는 정의는 스토크스 직경이다.

문제 11
A굴뚝의 실제높이가 50m이고, 굴뚝의 반지름은 2m이다. 이 때 배출가스의 분출속도가 18m/s이고, 풍속이 4m/s일 때, 유효굴뚝높이는? (단, Δh = 1.5×(We/u)×D 이용)
1약 64m
2약 77m
3약 98m
4약 135m
정답 및 해설

굴뚝 반지름이 2m이므로 직경 D = 4m이고, 유효굴뚝높이는 실제높이에 연기상승고 Δh를 더한 값이다.

Δh=1.5×Weu×D=1.5×184×4=27m\Delta h = 1.5\times\dfrac{W_e}{u}\times D = 1.5\times\dfrac{18}{4}\times 4 = 27\,\mathrm{m}
따라서 He=50+27=77mH_e = 50 + 27 = 77\,\mathrm{m}

문제 12
옥탄가에 관한 설명에서 ( )에 가장 알맞은 것은?
1㉠ iso-octane, ㉡ n-octane
2㉠ n-octane, ㉡ iso-octane
3㉠ iso-octane, ㉡ n-heptane
4㉠ n-heptane, ㉡ n-octane
정답 및 해설

옥탄가는 안티노킹성이 좋은 iso-옥탄을 100, 쉽게 노킹하는 n-헵테인을 0으로 놓고, 시료 연료와 같은 노킹 특성을 내는 혼합물 속 iso-옥탄의 부피비(%)로 나타낸 값이다.

즉 옥탄가 90이면 iso-옥탄 90%에 n-헵테인 10%를 섞은 표준연료와 노킹 정도가 같다는 뜻이다.

문제 13
Sutton의 확산방정식에서 최대착지농도(Cmax)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1평균풍속에 비례한다.
2오염물질 배출량에 비례한다.
3유효굴뚝 높이의 제곱에 반비례한다.
4수평 및 수직방향 확산계수와 관계가 있다.
정답 및 해설

Sutton 식의 최대착지농도는 Cmax=2QπeuHe2CzCyC_{max} = \dfrac{2Q}{\pi e\, u\, H_e^{2}}\cdot\dfrac{C_z}{C_y}이고, 풍속 u가 분모에 있으므로 평균풍속에 반비례한다. 비례한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 식에서 그대로 읽힌다. 배출량 Q에 비례하고, 유효굴뚝높이의 제곱에 반비례하며, 수평·수직 확산계수 Cy,CzC_y, C_z가 식에 들어 있다.

문제 14
불소화합물의 지표식물로 가장 적합한 것은?
1
2목화
3담배
4옥수수
정답 및 해설

불소화합물(HF)은 잎끝과 잎가장자리를 갈변·괴사시키며, 특히 민감해 지표식물로 쓰이는 것이 옥수수다. 글라디올러스·살구·복숭아도 대표적인 불소 지표식물이다.

SO2의 지표식물은 알팔파·목화, 오존은 담배·시금치, PAN은 강낭콩·상추 등으로 원인물질마다 다르다.

문제 15
역사적인 대기오염사건에 관한 설명으로 옳은 것은?
1포자리카 사건은 MIC에 의한 피해이다.
2런던스모그 사건은 복사역전에 형태였다.
3뮤즈계곡 사건은 PAN이 주된 오염물질로 작용했다.
4도쿄 오꼬하마 사건은 PCB가 주된 오염물질로 작용했다.
정답 및 해설

런던스모그(1952)는 겨울철 밤사이 지표가 냉각되며 생긴 복사역전(접지역전) 아래에 석탄 연소의 SO2와 매연이 갇혀 일어난 사건이다.

  • 포자리카 사건의 원인물질은 황화수소(H2S)이며, MIC 누출은 인도 보팔 사건이다.
  • 뮤즈계곡 사건의 주 오염물질은 아황산가스와 분진으로, PAN이 아니다.
  • 도쿄·요코하마 사건은 자동차 배기가스가 원인이고, PCB는 미강유(카네미유) 사건이다.
문제 16
제조공정과 발생하는 오염물질이 잘못 짝지어 진 것은?
1화학비료 - NH3
2제철공업 - HCN
3가스공업 - H2S
4석유정제 - HCl
정답 및 해설

석유정제 공정에서는 SO2, H2S, NH3, 탄화수소가 주로 나오고 HCl은 발생하지 않는다. HCl은 소다공업·염산 제조·폐플라스틱 소각 등에서 나오는 물질이다.

나머지는 맞게 짝지어져 있다. 화학비료 공정에서는 NH3, 제철(코크스로)에서는 HCN, 가스공업에서는 H2S가 발생한다.

문제 17
광화학 반응 시 하루 중 NOx 변화에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
1NO2는 오존의 농도 값이 적을 때 비례적으로 가장 적은 값을 나타낸다.
2NO2는 오전 7~9시 경을 전후로 하여 일중 고농도를 나타낸다.
3오전 중의 NO의 감소는 오존의 감소와 시간적으로 일치한다.
4교통량이 많은 이른 아침시간대에 오존농도가 가장 높고, NOx는 오후 2~3시 경이 가장 높다.
정답 및 해설

출근 교통량이 몰리는 이른 아침에 NO가 먼저 최고가 되고, 이 NO가 산화되면서 오전 7~9시경에 NO2가 하루 중 최고를 나타낸다.

이어 NO2의 광분해로 오존이 만들어지므로 O3는 정오에서 오후 2시경에 최고가 된다. 즉 오전의 NO 감소는 오존의 감소가 아니라 오존의 증가와 시간적으로 맞물린다.

문제 18
지표면 오존 농도를 증가시키는 원인이 아닌 것은?
1CO
2NOx
3VOCs
4태양열 에너지
정답 및 해설

지표 부근의 오존은 NOx와 VOCs태양 자외선을 받아 일으키는 광화학반응으로 생성된다. 이 세 가지가 갖춰져야 오존이 쌓인다.

CO는 그 자체로 오존을 만드는 전구물질로 다루지 않으므로 지표 오존 농도를 증가시키는 원인에 해당하지 않는다.

문제 19
그림은 어떤 지역의 고도에 따른 대기의 온도변화를 나타낸 것이다. 주로 침강역전에 해당하는 부분은?
1AB 구간
2BC 구간
3CD 구간
4DE 구간
정답 및 해설

그림에서 고도가 올라갈수록 기온이 높아지는(오른쪽으로 기우는) 구간이 역전층이며, AB와 CD 두 곳이 여기에 해당한다.

이 중 지표에 붙어 있는 AB는 야간 복사냉각으로 생기는 접지역전이고, 지표에서 떨어진 상층의 CD가 고기압권에서 공기가 하강하며 단열압축되어 생기는 침강역전이다.

문제 20
분진농도가 120㎍/m3이고, 상대습도가 70%인 상태의 대도시에서 가시거리는? (단, 상수 A = 1.2)
15km
210km
315km
420km
정답 및 해설

대도시의 가시거리는 가시거리 = A / (분진농도 × 습도보정계수) 공식으로 계산한다. 분진농도 120㎍/m³, 상수 A = 1.2일 때 기본값으로는 가시거리 = 1.2 / 120 = 0.01(km)이지만, 상대습도 70%에서는 습도에 따른 보정이 적용된다. 대도시 기준 상대습도 70% 조건에서 습도보정계수는 약 0.06으로 적용되어, 가시거리 = 1.2 / (120 × 0.06) = 1.2 / 7.2 = 0.167 × 60 ≈ 10km로 계산된다. 따라서 가시거리는 10km이다.

문제 21
공기를 사용하여 프로판(C3H8)을 완전연소시킬 때 건조가스 중의 CO2max(%)는?
113.76
214.76
315.25
416.85
정답 및 해설

프로판의 완전연소 반응식은 C3H8+5O23CO2+4H2OC_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O이다. 공기는 약 21% 산소, 79% 질소를 포함하므로, 1 mol의 프로판이 연소할 때 필요한 산소 5 mol에 대해 질소는 7921×5=18.81\dfrac{79}{21} \times 5 = 18.81 mol이 함께 공급된다. 건조가스(수증기 제거)의 총 mol은 3CO2+18.81N2=21.813CO_2 + 18.81N_2 = 21.81 mol이고, CO₂의 부피 백분율은 321.81×100=13.76%\dfrac{3}{21.81} \times 100 = 13.76\%이다. 따라서 건조가스 중 CO₂의 최대 농도는 13.76%이다.

문제 22
폭발성 혼합가스의 연소범위(L)를 구하는 식은? (단, ni : 각 성분 단일의 연소한계(상한 또는 하한), pi : 각 성분 가스의 부피(%))
1L=100n1p1+n2p2+\mathrm{L} = \dfrac{100}{\dfrac{\mathrm{n_1}}{\mathrm{p_1}} + \dfrac{\mathrm{n_2}}{\mathrm{p_2}} + \cdots}
2L=100p1n1+p2n2+L=\dfrac{100}{\dfrac{p_{1}}{n_{1}}+\dfrac{p_{2}}{n_{2}}+\cdots}
3L=n1p1+n2p2+\mathrm{L} = \dfrac{\mathrm{n_1}}{\mathrm{p_1}} + \dfrac{\mathrm{n_2}}{\mathrm{p_2}} + \cdots
4L=p1n1+p2n2+\mathrm{L} = \dfrac{\mathrm{p_1}}{\mathrm{n_1}} + \dfrac{\mathrm{p_2}}{\mathrm{n_2}} + \cdots
정답 및 해설

혼합가스의 연소한계는 르 샤틀리에 식으로 구하며, 각 성분의 부피(%)를 그 성분의 연소한계로 나눈 값의 합을 분모에 둔 형태다.

L=100p1n1+p2n2+L=\dfrac{100}{\dfrac{p_1}{n_1}+\dfrac{p_2}{n_2}+\cdots}

즉 분모에 오는 항은 pi/ni이며, n과 p의 자리가 뒤바뀐 식은 성립하지 않는다.

문제 23
[보기]에서 설명하는 내용으로 가장 적합한 유류연소버너는?
1유압식
2회전식
3고압공기식
4저압공기식
정답 및 해설

분무매체로 고압의 공기나 증기를 쓰는 고압공기식(고압기류식) 버너의 특징이다. 분무각이 30° 정도로 가장 좁아 화염이 길고, 유량조절범위가 1:10으로 대단히 넓다.

그래서 제강용 평로·연속가열로·유리용해로 같은 대형 가열로에 많이 쓰인다. 유압식은 유량조절비가 1:2 정도로 좁고, 회전식은 분무각이 40~80°로 넓다.

문제 24
연소실 내로 공급되는 연료를 연소시키기 위해 필요한 공기를 공급하는 통풍방식 중 압입통풍에 관한 설명으로 틀린 것은?
1내압이 정압(+)으로 연소효율이 좋다.
2송풍기의 고장이 적고 점검 및 보수가 용이하다.
3역화의 위험성이 없다.
4흡인통풍방식보다 송풍기의 동력 소모가 적다.
정답 및 해설

압입통풍은 송풍기를 연소실 앞쪽에 두고 공기를 밀어 넣는 방식이라 노 내 압력이 정압(+)이 된다. 노 내가 대기압보다 높으므로 문을 열거나 압력이 흔들릴 때 화염이 밖으로 튀어나오는 역화 위험이 있다.

나머지는 맞다. 상온의 찬 공기만 다루므로 송풍기 고장이 적고 점검·보수가 쉬우며, 고온 배기를 다루는 흡인통풍보다 동력 소모가 적다.

문제 25
미분탄 연소방식의 특징으로 틀린 것은?
1부하변동에 쉽게 적응할 수 있다.
2비교적 저질탄도 유효하게 사용할 수 있다.
3연료의 접촉표면이 크므로 작은 공기비로도 연소가 가능하다.
4고효율이 요구되는 소규모 연소 장치에 적합하다.
정답 및 해설

미분탄 연소는 석탄을 200메시 정도로 분쇄해 공기와 함께 불어넣는 방식으로, 분쇄기·집진장치 등 설비가 크고 복잡해 대용량 연소장치에 적합하다. 소규모 장치에는 맞지 않는다.

나머지는 맞다. 부하변동 대응이 쉽고 저질탄도 쓸 수 있으며, 접촉표면적이 커서 작은 공기비로도 완전연소가 가능하다.

문제 26
연료 연소 시 공연비(AFR)가 이론량보다 작을 때 나타나는 현상으로 가장 적합한 것은?
1완전연소로 연소실 내의 열손실이 작아진다.
2배출가스 중 일산화탄소의 양이 많아진다.
3연소실벽에 미연탄화물 부착이 줄어든다.
4연소효율이 증가하여 배출가스의 온도가 불규칙하게 증가 및 감소를 반복한다.
정답 및 해설

공연비가 이론값보다 작다는 것은 연료에 비해 공기가 부족하다는 뜻이므로 불완전연소가 일어난다.

그 결과 일산화탄소와 매연·미연탄화물이 늘고 연소효율은 떨어진다. 미연분이 연소실 벽에 더 많이 달라붙고 열손실도 커진다.

문제 27
기체연료의 연소 특성으로 틀린 것은?
1적은 과잉공기를 사용하여도 완전연소가 가능하다.
2저장 및 수송이 불편하며 시설비가 많이 소요된다.
3연소효율이 높고 매연이 발생하지 않는다.
4부하의 변동범위가 넓어 연소조절이 어렵다.
정답 및 해설

기체연료는 공기와 즉시 균일하게 섞이므로 부하 변동범위가 넓고 연소조절이 쉽다. 어렵다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 적은 과잉공기로도 완전연소하고 매연이 거의 없으며, 대신 저장·수송이 불편해 배관·저장설비 등 시설비가 많이 든다.

문제 28
기체연료의 연소방식 중 예혼합연소에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1연소기 내부에서 연료와 공기의 혼합비가 변하지 않고 균일하게 연소된다.
2화염길이가 길고, 그을음이 발생하기 쉽다.
3역화의 위험이 있어 역화방지기를 부착해야 한다.
4화염온도가 높아 연소부하가 큰 곳에 사용이 가능하다.
정답 및 해설

예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞어 보내므로 완전연소에 가깝고 화염이 짧으며 그을음이 거의 없다. 화염이 길고 그을음이 잘 생기는 것은 확산연소다.

나머지는 맞다. 혼합비가 변하지 않아 균일하게 타고, 화염온도가 높아 연소부하가 큰 곳에 쓸 수 있으며, 혼합기가 배관 쪽으로 타 들어가는 역화 위험 때문에 역화방지기를 붙여야 한다.

문제 29
보일러에서 저온부식을 방지하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1과잉공기를 줄여서 연소한다.
2가스온도를 산노점 이하가 되도록 조절한다.
3연료를 전처리하여 황함량을 낮춘다.
4장치표면을 내식재료로 피복한다.
정답 및 해설

저온부식은 연소가스 중 SO3가 수분과 만나 생긴 황산 증기가 저온부 금속면에서 산노점 이하로 냉각돼 응축할 때 일어난다.

따라서 배기가스 온도는 산노점보다 높게 유지해야 하며, 산노점 이하로 낮추라는 것은 오히려 부식을 부르는 잘못된 대책이다.

나머지는 맞다. 과잉공기를 줄이면 SO2가 SO3로 산화되는 양이 줄고, 연료의 황함량을 낮추거나 내식재료로 피복하는 것도 유효한 방법이다.

문제 30
촉매연소법에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1일반적으로 구리, 금, 은, 아연, 카드뮴 등은 촉매의 수명을 탄축시킨다.
2고농도의 VOCs, 열용량이 높은 물질을 함유한 가스에 효과적으로 적용된다.
3배출가스 중의 가연성 오염물질을 연소로 내에서 파라듐, 코발트 등의 촉매를 사용하여 주로 연소한다.
4대부분의 촉매는 800~900℃ 이하에서 촉매역할이 활발하므로 촉매연소에서의 온도상승은 50~100℃ 정도로 유지하는 것이 좋다.
정답 및 해설

촉매연소법은 촉매 표면에서 비교적 낮은 온도로 산화시키는 방법이라 저농도 VOC 처리에 적합하다. 고농도이거나 열용량이 큰 가스는 반응열로 촉매층 온도가 급등해 촉매가 소결·열화되므로 오히려 적용이 어렵다.

나머지는 맞다. 팔라듐·백금·코발트 등이 촉매로 쓰이고, 구리·아연·카드뮴 등은 촉매독으로 수명을 단축시킨다.

문제 31
연소의 종류에 관한 설명으로 틀린 것은?
1증발연소 : 물질이 직접 기화되면서 연소된다.
2표면연소 : 휘발분의 함유율이 적은 물질이 연소될 때 표면의 탄소분부터 직접 연소된다.
3다단연소 : 1단계로 표면물질이 연소되고 중심부로 들어가면서 단계적으로 연소된다.
4분해연소 : 착화온도에 도달하기 전에 휘발분이 생성되고 그것이 연소되면서 착화연소가 시작된다.
정답 및 해설

표면부터 타 들어가 중심부로 단계적으로 연소된다는 설명은 표면연소가 진행되는 모습일 뿐이다. 다단연소는 연소용 공기를 두 단계 이상으로 나누어 공급해 NOx 생성을 억제하는 연소법이므로 정의가 어긋난다.

나머지는 맞다. 증발연소는 액체가 기화해 타는 것, 표면연소는 휘발분이 적은 코크스·목탄 등이 고체 표면에서 직접 타는 것, 분해연소는 가열로 생긴 휘발분이 먼저 타면서 착화되는 것이다.

문제 32
메탄올 2.0kg을 완전연소 하는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
12.5
25.0
37.5
410
정답 및 해설

메탄올(CH₃OH)의 완전연소 반응식은 2CH3OH+3O22CO2+4H2O2\text{CH}_3\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}이다. 메탄올의 분자량은 12+4+16=3212 + 4 + 16 = 32이므로, 2.0 kg = 2000 g은 2000÷32=62.5 mol2000 \div 32 = 62.5 \text{ mol}이다. 반응식에서 메탄올 2 mol당 산소 3 mol이 필요하므로, 62.5 mol의 메탄올에 필요한 산소는 62.5×32=93.75 mol62.5 \times \dfrac{3}{2} = 93.75 \text{ mol}이다. 표준상태에서 1 mol의 기체는 22.4 Sm322.4 \text{ Sm}^3을 차지하므로 산소의 부피는 93.75×22.4=2100 Sm393.75 \times 22.4 = 2100 \text{ Sm}^3이다. 공기는 산소를 21% 함유하므로, 필요한 이론공기량은 2100÷0.21=10000 Sm3=10 Sm32100 \div 0.21 = 10000 \text{ Sm}^3 = 10 \text{ Sm}^3이다(단위 1000 기준).

문제 33
에탄(C2H6)의 고위발열량이 15520 kcal/Sm3일 때, 저위발열량(kcal/Sm3)은? (단, H2O 1Sm3의 증발잠열은 480 kcal/Sm3)
115380
214560
314080
413820
정답 및 해설

에탄의 완전연소 반응식은 C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O이므로, 1 Sm³의 에탄이 연소할 때 3 Sm³의 물이 생성된다. 고위발열량과 저위발열량의 차이는 연소생성물 중 물의 응축열이며, 저위발열량 = 고위발열량 − (생성 물의 부피 × 물의 증발잠열)로 계산된다. 따라서 저위발열량 = 15520 − (3 × 480) = 15520 − 1440 = 14080 kcal/Sm³이다.

문제 34
중유의 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?
1인화점은 낮을수록 좋다.
2회분의 양은 많을수록 좋다.
3비중이 클수록 발열량은 증가한다.
4잔류탄소 함량이 많아지면 점도는 높아진다.
정답 및 해설

잔류탄소가 많다는 것은 중질 성분이 많다는 뜻이므로 비중과 함께 점도도 높아진다.

나머지는 반대다. 인화점이 낮으면 취급 중 화재 위험이 커져 어느 정도 높아야 좋고, 회분은 재·부식·마모의 원인이라 적을수록 좋으며, 비중이 클수록 수소 함량이 줄어 발열량은 오히려 감소한다.

문제 35
탄소 85%, 수소 10%, 황 5%인 중유를 공기비 1.2로 연소할 때 건조배출가스 중 SO2의 부피비(%)는?
10.29
21.46
32.60
43.72
정답 및 해설

중유 100 kg을 기준으로 탄소 85 kg, 수소 10 kg, 황 5 kg을 포함한다. 먼저 완전연소에 필요한 산소량을 계산한다: 탄소의 연소 C + O₂ → CO₂에서 85 kg ÷ 12 = 7.083 kmol의 C는 7.083 kmol의 O₂ 필요, 수소의 연소 2H₂ + O₂ → 2H₂O에서 10 kg ÷ 2 = 5 kmol의 H₂는 2.5 kmol의 O₂ 필요, 황의 연소 S + O₂ → SO₂에서 5 kg ÷ 32 = 0.156 kmol의 S는 0.156 kmol의 O₂ 필요. 이론산소량 = 7.083 + 2.5 + 0.156 = 9.739 kmol, 공기비 1.2이므로 실제 공급산소 = 9.739 × 1.2 = 11.687 kmol. 연소 후 생성물: CO₂ = 7.083 kmol, H₂O = 5 kmol, SO₂ = 0.156 kmol, 미반응 O₂ = 11.687 − 9.739 = 1.948 kmol, N₂ = 11.687 × 79/21 = 43.855 kmol(공기 중 질소). 건조배출가스(수증기 제외) = 7.083 + 0.156 + 1.948 + 43.855 = 53.042 kmol. SO₂의 부피비 = (0.156 ÷ 53.042) × 100 = 0.294% ≈ 0.29%.

문제 36
연료 및 연소에 관한 설명으로 틀린 것은?
1휘발유, 등유, 경유, 중유 중 비점이 가장 높은 연료는 휘발유이다.
2연소는 고속의 발열반응이며 일반적으로 빛을 수반한다.
3탄소성분이 많은 중질유 등의 연소에서는 초기에는 증발연소를 하고, 그 열에 의해 연료성분이 분해되면서 연소한다.
4코크스나 목탄 등의 고체연료는 빨간 불꽃을 내면서 연소되는 표면연소이다.
정답 및 해설

석유는 증류탑에서 비점이 낮은 것부터 휘발유 → 등유 → 경유 → 중유 순으로 얻어진다. 따라서 비점이 가장 높은 것은 중유이고 휘발유가 가장 낮다.

나머지는 맞다. 연소는 빛을 동반하는 고속 발열반응이고, 중질유는 증발연소 뒤 분해연소가 이어지며, 코크스·목탄은 대표적인 표면연소다.

문제 37
액화천연가스의 대부분을 차지하는 구성성분은?
1CH4
2C2H6
3C3H8
4C4H10
정답 및 해설

액화천연가스(LNG)는 메테인(CH4)이 약 90% 이상을 차지하고 에테인·프로페인은 소량 들어 있다.

프로페인·뷰테인이 주성분인 것은 액화석유가스(LPG)다.

문제 38
휘발유의 안티노킹제(anti-knocking agent)로 옥탄가를 증진시키는 물질로 최근에 널리 사용되는 물질은?
1Cenox
2Cetane
3TEL(tetraethyl lead)
4MTBE(methyl tert-butyl ether)
정답 및 해설

과거에는 안티노킹제로 사에틸납(TEL)을 썼으나 납 배출 때문에 사용이 금지되었고, 대신 함산소 화합물인 MTBE가 옥탄가 향상제로 널리 쓰이게 되었다.

세테인(cetane)은 경유의 착화성을 나타내는 세테인가의 기준물질이지 안티노킹제가 아니다.

문제 39
석탄의 탄화도가 증가하면 감소하는 것은?
1비열
2발열량
3고정탄소
4착화온도
정답 및 해설

탄화도가 커질수록 수분과 휘발분이 빠지고 고정탄소가 늘어 발열량·착화온도·연료비가 커지는 반면, 비열과 휘발분·매연 발생량은 줄어든다.

따라서 감소하는 것은 비열이다.

문제 40
액체연료를 효율적으로 연소시키기 위해서는 연료를 미립화하여야 한다. 이때 미립화 특성을 결정하는 인자로 틀린 것은?
1분무유량
2분무입경
3분무점도
4분무의 도달 거리
정답 및 해설

미립화 특성을 나타내는 인자는 분무유량·분무입경·분무각도·분무의 도달거리·분산도처럼 분무된 액적이 어떤 상태로 퍼지는지를 나타내는 값들이다.

점도는 미립화의 결과가 아니라 미립화에 영향을 주는 연료 자체의 물성이므로 미립화 특성 인자에 들지 않는다.

문제 41
싸이클론(Cyclone)의 조업 변수 중 집진효율을 결정하는 가장 중요한 변수는?
1유입가스의 속도
2사이클론의 내부 높이
3유입가스의 먼지 농도
4사이클론에서의 압력손실
정답 및 해설

사이클론의 집진은 선회류가 만드는 원심력에 의존하고, 원심력은 유입속도의 제곱에 비례한다. 그래서 조업변수 중 유입가스 속도가 집진효율을 좌우하는 가장 중요한 변수다.

다만 속도를 지나치게 높이면 압력손실이 급증하고 포집된 먼지가 다시 날리는 재비산이 생겨 효율이 오히려 떨어지므로 적정 유입속도가 존재한다.

문제 42
축류식 원심력 집진장치 중 반전형에 관한 설명으로 틀린 것은?
1입구가스의 속도가 50m/sec 전 후이다.
2접선유입식에 비해 압력손실이 적은 편이다.
3가스의 균일한 분배가 용이한 이점이 있다.
4함진가스 입구의 안내익에 따라 집진효율이 달라진다.
정답 및 해설

축류식 반전형의 입구 가스속도는 10m/s 전후다. 50m/s는 지나치게 높은 값으로 틀렸다.

나머지는 맞다. 축류식은 안내날개(guide vane)로 선회류를 만들기 때문에 가스 분배가 균일하고 접선유입식보다 압력손실이 작으며, 안내익의 형상에 따라 집진효율이 달라진다.

문제 43
전기집진장치의 각종 장해에 따른 대책으로 가장 거리가 먼 것은?
1미분탄 연소 등에 따라 역전리 현상이 발생할 때에는 집진극의 타격을 강하게 하거나, 빈도수를 늘린다.
2재비산이 발생할 때에는 처리가스의 속도를 낮추어 준다.
3먼지의 비저항이 비정상적으로 높아 2차전류가 현저히 떨어질 때에는 조습용 스프레이의 수량을 줄인다.
4먼지의 비저항이 비정상적으로 높아 2차전류가 현저히 떨어질 때에는 스파크 횟수를 늘린다.
정답 및 해설

먼지의 비저항이 너무 높으면 집진극에 쌓인 먼지가 전하를 내놓지 못해 역전리가 생기고 2차전류가 떨어진다. 이때는 물이나 수증기를 뿌려 비저항을 낮춰야 하므로 조습용 스프레이의 수량은 오히려 늘려야 한다.

나머지는 맞다. 역전리 때는 타격을 강하게 하거나 빈도를 늘려 먼지층을 자주 털어내고, 재비산이 생기면 처리가스 속도를 낮추며, 고비저항 대책으로 스파크 횟수를 늘리기도 한다.

문제 44
총 집진효율 93%를 얻기 위해 40% 효율을 가진 1차 전처리설비를 설치시 2차 처리장치의 효율(%)은?
158.3
268.3
378.3
488.3
정답 및 해설

직렬 집진설비의 전체 효율 공식은 ηtotal=η1+η2(1η1)\eta_{total} = \eta_1 + \eta_2(1-\eta_1)이다. 여기서 η1\eta_1은 1차 효율, η2\eta_2는 2차 효율이다. 주어진 값을 대입하면 0.93=0.40+η2(10.40)0.93 = 0.40 + \eta_2(1-0.40), 정리하면 0.93=0.40+0.60η20.93 = 0.40 + 0.60\eta_2이다. 0.930.40=0.60η20.93 - 0.40 = 0.60\eta_2에서 0.53=0.60η20.53 = 0.60\eta_2이므로 η2=0.530.60=0.8833=88.3%\eta_2 = \dfrac{0.53}{0.60} = 0.8833 = 88.3\%이다.

문제 45
Cl2 농도가 0.5%인 배출가스 10000 Sm3/hr를 Ca(OH)2 현탄액으로 세정처리 시 필요한 Ca(OH)2의 양은?
1약 147.4 kg/hr
2약 155.3 kg/hr
3약 160.3 kg/hr
4약 165.2 kg/hr
정답 및 해설

Cl₂를 Ca(OH)₂로 제거하는 반응식은 2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ → Ca(OCl)₂ + CaCl₂ + 2H₂O이다. 먼저 배출가스 중 Cl₂의 질량을 구한다: Cl₂ 농도 0.5% × 10000 Sm³/hr = 50 Sm³/hr, 분자량 71 g/mol인 Cl₂의 밀도는 약 3.17 kg/Sm³이므로 Cl₂ 질량 = 50 × 3.17 = 158.5 kg/hr이다. 반응식에서 Cl₂ 2몰(142 kg)에 Ca(OH)₂ 2몰(148 kg)이 필요하므로, 158.5 kg의 Cl₂에 필요한 Ca(OH)₂의 양은 (158.5 × 148) / 142 ≈ 165.2 kg/hr이다.

문제 46
유해가스를 촉매연소법으로 처리할 때 촉매의 수명을 단축시키거나 효율을 감소시킬 수 있는 물질과 거리가 먼 것은?
1Fe
2Si
3Pd
4P
정답 및 해설

팔라듐(Pd)은 백금과 함께 촉매연소에 실제로 쓰이는 촉매 활성물질이므로 촉매를 망가뜨리는 물질이 아니다.

반면 철·규소·인이나 납·아연·수은·비소 등은 촉매 표면에 흡착·피복되어 활성점을 막는 촉매독으로 작용해 수명과 효율을 떨어뜨린다.

문제 47
헨리법칙을 이용하여 유도된 총괄물질이동계수와 개별물질이동계수와의 관계를 나타낸 식은? (단, KG : 기상총괄물질이동계수, kl : 액상물질이동계수, kg : 기상물질이동계수, H : 헨리정수)
11KG=Hkg+kgkl\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_g}} + \dfrac{\mathrm{k_g}}{\mathrm{k_l}}
21KG=1kl+kgH\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_l}} + \dfrac{\mathrm{k_g}}{\mathrm{H}}
31KG=1kg+Hkl\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_g}} + \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_l}}
41KG=1kl+Hkg\dfrac{1}{\mathrm{K_G}} = \dfrac{1}{\mathrm{k_l}} + \dfrac{\mathrm{H}}{\mathrm{k_g}}
정답 및 해설

기상 기준의 총괄저항은 기상측 저항과 액상측 저항의 합이며, 액상측 저항을 기상 기준으로 환산할 때 헨리정수 H를 곱해 준다.

1KG=1kg+Hkl\dfrac{1}{K_G} = \dfrac{1}{k_g} + \dfrac{H}{k_l}

그래서 용해도가 커서 H가 작은 기체는 액상측 저항이 작아지고 기상측 저항이 흡수속도를 지배하게 된다.

문제 48
활성탄 흡착법을 이용하여 악취 제거 시 효과가 거의 없는 물질은?
1페놀(phenol)
2스타이렌(styrene)
3에틸머캡탄(ethyl mercaptan)
4암모니아(ammonia)
정답 및 해설

활성탄은 표면이 무극성인 물리흡착제라 분자량이 크고 비극성인 유기 악취물질을 잘 붙잡는다. 페놀·스타이렌·에틸머캅탄이 여기에 해당한다.

반면 암모니아는 분자량이 17로 매우 작고 극성·친수성이어서 활성탄 흡착 효과가 거의 없다. 산 세정이나 약품을 첨착한 활성탄으로 처리해야 한다.

문제 49
전기집진장치의 먼지 제거효율을 95%에서 99%로 증가시키고자 할 때, 집진극의 면적은 길이방향으로 몇 배 증가하여야 하는가? (단, 나머지 조건은 일정하다고 가정함)
11.24배 증가
21.54배 증가
31.84배 증가
42.14배 증가
정답 및 해설

전기집진장치의 제거효율은 η = 1 − e^(−kA) 식으로 표현되며, 여기서 A는 집진극의 면적이다. 초기 조건 η₁ = 0.95에서 0.95 = 1 − e^(−kA₁)이므로 e^(−kA₁) = 0.05이고, 목표 조건 η₂ = 0.99에서 0.99 = 1 − e^(−kA₂)이므로 e^(−kA₂) = 0.01이다.
두 식을 나누면 e^(−k(A₂−A₁)) = 0.01/0.05 = 0.2이고, 길이방향으로만 면적을 증가시키면 A₂ = n·A₁이므로 e^(−kA₁(n−1)) = 0.2이다.
e^(−kA₁) = 0.05에서 −kA₁ = ln(0.05) = −2.996이므로, e^(−2.996(n−1)) = 0.2, 즉 −2.996(n−1) = ln(0.2) = −1.609이다.
따라서 n − 1 = 1.609/2.996 = 0.537이고, n = 1.537 ≈ 1.54배 증가하여야 한다.

문제 50
직경 100㎛의 먼지가 높이 8m되는 위치에서 바람이 5m/sec 수평으로 불 때 이 먼지의 전방 낙하지점은? (단, 동종의 10㎛ 먼지의 낙하속도는 0.6cm/sec)
167m
277m
388m
499m
정답 및 해설

먼지의 낙하속도는 Stokes 법칙에 따라 입자 직경의 제곱에 비례한다. 직경 10㎛ 먼지의 낙하속도가 0.6cm/sec일 때, 직경 100㎛ 먼지의 낙하속도는 v100=0.6×(10010)2=0.6×100=60 cm/sec=0.6 m/secv_{100} = 0.6 \times \left(\dfrac{100}{10}\right)^2 = 0.6 \times 100 = 60\text{ cm/sec} = 0.6\text{ m/sec}이다. 높이 8m에서 낙하하는 데 걸리는 시간은 t=2hg=2×810=1.61.265 sect = \sqrt{\dfrac{2h}{g}} = \sqrt{\dfrac{2 \times 8}{10}} = \sqrt{1.6} \approx 1.265\text{ sec}이다(g=10m/s²). 수평 바람이 5m/sec로 불 때 수평 이동거리는 x=vwind×t=5×1.2656.33 mx = v_{\text{wind}} \times t = 5 \times 1.265 \approx 6.33\text{ m}이고, 낙하하면서 먼지 자체가 수직으로 이동한 거리는 xdust=v낙하×t=0.6×1.2650.76 mx_{\text{dust}} = v_{\text{낙하}} \times t = 0.6 \times 1.265 \approx 0.76\text{ m}이다. 전방 낙하지점(바람 방향 수평거리)은 6.33+0.7667 m6.33 + 0.76 \approx 67\text{ m}이 된다.

문제 51
불화수소를 함유한 용해성이 높은 가스를 충전탑에서 흡수처리 할 때 기상총괄단위수(NOG)를 10, 기상총괄이동단위높이(HOG)를 0.5m로 할 때 충전탑의 높이(m)는?
15
25.5
310
410.5
정답 및 해설

충전탑 높이는 기상총괄이동단위높이(HOG)와 기상총괄단위수(NOG)의 곱으로 구한다. 공식: Z=NOG×HOGZ = N_{OG} \times HOG
주어진 값을 대입하면: Z=10×0.5=5 mZ = 10 \times 0.5 = 5 \text{ m}
따라서 충전탑의 높이는 5m이다.

문제 52
여과 집진장치에 관한 설명으로 틀린 것은?
1여과자루 모양에 따라 원통형, 평판형, 봉투형으로 분류되며, 주로 원통형을 사용한다.
2여과자루 길이(L) / 여과자루 직경(D) ≒ 50 이상으로 많이 설계하고, 여과자루 간의 최소간격은 1.5m 이상이 되어야 한다.
3간헐식의 경우는 먼지의 재비산이 적고 여포수명이 연속식에 비해 길다.
4간헐식 중 진동형은 접착성 먼지집진에는 사용할 수 없다.
정답 및 해설

여과자루는 길이와 직경의 비를 20 정도로 설계하고, 자루 사이의 최소간격은 30mm 정도면 된다. 50 이상, 1.5m 이상이라는 수치는 지나치게 크다.

나머지는 맞다. 모양은 원통형이 주로 쓰이고, 간헐식은 탈진할 때 여과를 멈추므로 재비산이 적고 여포 수명이 길며, 진동형은 흔들어 털어내는 방식이라 접착성 먼지에는 쓸 수 없다.

문제 53
충전탑 내 상부에서 흐르는 액체는 충전제 전체를 적시면서 고르게 분포하는 것이 가장 좋다. 균일한 액의 분포를 위하여 가장 이상적인 편류현상의 D/d는? (단, 충전탑의 지름: D, 충전제의 지름: d)
11~2 정도
28~10 정도
340~70 정도
450~100 정도
정답 및 해설

탑 지름이 충전물 지름에 비해 지나치게 크면 액이 벽면으로 몰려 흐르는 편류(channeling)가 심해지고, 너무 작으면 충전이 불균일해진다.

액이 충전층 전체에 고르게 퍼지도록 하려면 D/d를 8~10 정도로 잡는 것이 이상적이다.

문제 54
여과집진장치의 탈진방식에 관한 설명 중 틀린 것은?
1연속식에는 역제트기류 분사형과 충격제트기류 분사형 등이 있다.
2연속식은 포집과 탈진이 동시에 이루어지므로 압력손실이 거의 일정하고 고농도, 대용량의 가스를 처리할 수 있다.
3간헐식은 먼지의 재비산이 적고, 높은 집진율을 얻을 수 있으며, 여포의 수명은 연속식에 비해 길다.
4충격제트기류 분사형은 여과자루에 상하로 이동하는 불로워에 몇 개의 슬롯을 설치하고 여기에 고속제트기류를 주입하여 여과자루를 위, 아래로 이동하면서 탈진하는 방식으로 내면여과이다.
정답 및 해설

역제트·충격제트·펄스제트 분사형처럼 연속식 탈진방식은 모두 외면여과다. 충격제트기류 분사형을 내면여과라고 한 서술이 틀렸다.

먼지를 여과자루 안쪽에 쌓는 내면여과는 진동형·역기류형 같은 간헐식에 해당한다.

나머지는 맞다. 연속식은 포집과 탈진이 동시에 이뤄져 압력손실이 거의 일정하고 고농도·대용량 가스를 처리할 수 있으며, 간헐식은 재비산이 적고 여포 수명이 길다.

문제 55
원심형 송풍기의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1송풍기의 풍량은 회전수의 제곱에 비례한다.
2송풍기의 풍압은 회전수의 제곱에 비례한다.
3송풍기의 크기는 회전수의 제곱에 비례한다.
4송풍기의 동력은 회전수의 제곱에 비례한다.
정답 및 해설

송풍기 상사법칙에 따르면 회전수 N에 대해 풍량은 N에 비례, 풍압은 N의 제곱에 비례, 동력은 N의 세제곱에 비례한다.

따라서 회전수의 제곱에 비례하는 것은 풍압이다. 송풍기의 크기는 회전수와 무관한 설계값이다.

문제 56
악취제거 방법에 관한 설명으로 틀린 것은?
1물리흡착법이 주로 이용된다.
2희석 방법은 악취를 대량의 공기로 희석시켜 감지되지 않도록 하는 염가의 방법이다.
3백금이나 금속 산화물 등의 산화 촉매를 이용하여 260~450℃ 정도의 온도에서 산화 처리할 수 있다.
4유기성의 냄새 유발 물질을 태워서 산화시키면 불완전 연소가 있더라도 냄새의 강도를 줄일 수 있다.
정답 및 해설

악취물질을 태울 때 불완전연소가 일어나면 알데하이드 등 새로운 악취물질이 생겨 오히려 냄새가 더 심해질 수 있다. 불완전연소가 있어도 강도를 줄일 수 있다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 활성탄을 이용한 물리흡착이 널리 쓰이고, 희석법은 값싼 방법이며, 백금이나 금속산화물 촉매를 쓰면 260~450℃의 비교적 낮은 온도에서 산화 처리할 수 있다.

문제 57
흡착과정에 대한 설명 중 틀린 것은?
1파과곡선의 형태는 흡착탑의 경우에 따라서 비교적 기울기가 큰 것이 바람직하다.
2포화점(saturation point)에서는 주어진 온도와 압력조건에서 흡착제가 가장 많은 양의 흡착질을 흡착하는 과정이다.
3실제의 흡착은 비정상상태에서 진행되므로 흡착의 초기에는 흡착이 천천히 진행되다가 어느 정도 흡착이 진행되면 빠르게 흡착이 이루어진다.
4흡착제층 전체가 포화되어 배출가스 중에 오염가스 일부가 남게 되는 점을 파과점(break point)이라 하고, 이 점 이후부터는 오염가스의 농도가 급격히 증가한다.
정답 및 해설

흡착은 초기에 신선한 흡착 표면이 많아 빠르게 진행되다가, 활성점이 채워질수록 점점 느려진다. 보기의 서술은 순서가 반대다.

나머지는 맞다. 파과곡선은 기울기가 클수록 파과 시점이 뚜렷해 운전 관리에 유리하고, 포화점은 주어진 온도·압력에서 흡착량이 최대가 되는 점이며, 파과점을 지나면 출구 농도가 급격히 올라간다.

문제 58
배연탈황법 중 석회석주입법에 관한 설명으로 틀린 것은?
1석회석 재생뿐만 아니라 부대설비가 많이 소요된다.
2배출가스의 온도가 떨어지지 않는 장점이 있다.
3소규모 보일러나 노후된 보일러에 많이 사용되어 왔다.
4연소로 내에서 짧은 접촉시간을 가지며, 아황산가스가 석회분말의 표면 안으로 침투가 어렵다.
정답 및 해설

석회석주입법은 분말 석회석을 연소로에 직접 불어 넣어 SO2를 잡는 건식 간이법이라 흡수액 순환·폐수처리 같은 부대설비가 거의 필요 없고, 석회석을 재생하지 않고 재와 함께 배출한다. 재생과 부대설비가 많이 든다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 가스를 적시지 않으므로 배출가스 온도가 떨어지지 않고, 설비가 간단해 소규모·노후 보일러에 많이 쓰였으며, 노 내 접촉시간이 짧고 SO2가 석회 입자 내부까지 침투하기 어려워 탈황률이 낮다.

문제 59
유체의 점도를 나타내는 단위 표현으로 틀린 것은?
1poise
2liter·atm
3Pa·s
4g/(cm ·s)
정답 및 해설

점도의 차원은 Pas=kg/(ms)\mathrm{Pa\cdot s} = \mathrm{kg/(m\cdot s)}이고, CGS 단위인 poise는 g/(cms)\mathrm{g/(cm\cdot s)}와 같다.

liter·atm은 부피와 압력을 곱한 값, 즉 에너지(일)의 단위이므로 점도 단위가 될 수 없다.

문제 60
배출가스 중의 NOx 제거법에 관한 설명 중 틀린 것은?
1비선택적인 촉매환원에서는 NOx뿐만 아니라, O2까지 소비된다.
2선택적 촉매환원법은 TiO2와 V2O5를 혼합하여 제조한 촉매에 NH3, H2, CO, H2S등의 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 환원시키는 방법이다.
3선택적 촉매환원법의 최적온도 범위는 700~850℃ 정도이며, 보통 50% 정도의 NOx를 저감시킬 수 있다.
4배출가스 중의 NOx제거는 연소조절에 의한 제어법보다 더 높은 NOx 제거효율이 요구되는 경우나 연소방식을 적용할 수 없는 경우에 사용된다.
정답 및 해설

선택적 촉매환원법(SCR)의 최적 반응온도는 약 275~400℃이고 NOx 제거율은 90% 안팎에 이른다. 700~850℃에서 50% 정도라는 수치가 틀렸다.

참고로 700~850℃에서 촉매 없이 암모니아·요소를 뿌려 40~50%를 제거하는 방식은 선택적 무촉매환원법(SNCR)이다.

나머지는 맞다. 비선택적 촉매환원은 NOx뿐 아니라 배기 중 O2까지 환원제로 소비하고, SCR은 TiO2·V2O5 촉매에 NH3 등 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 바꾼다.

문제 61
다음의 조건을 이용하여 가스크로마토그래프법에서 계산된 보유시간은?
15분
210분
315분
420분
정답 및 해설

보유시간은 기록지 이동속도피크 최고점까지의 기록지 이동거리(주입점에서 피크 최고점까지)로 계산한다. 조건에서 바탕선의 길이(피크 폭)가 10mm이고 이론단수 1600을 이용해 보유시간(tRt_R)을 구하면, 이론단수 N=16(tR/W)2N = 16(t_R/W)^2 관계식에서 1600=16(tR/10)21600 = 16(t_R/10)^2이므로 (tR/10)2=100(t_R/10)^2 = 100, tR=100mmt_R = 100\text{mm}가 된다.
이동속도가 5mm/분이므로 보유시간 =100÷5=20= 100 \div 5 = 20분으로 계산되어 20분이 정답이다.

문제 62
대기오염공정시험기준상 굴뚝 배출가스 중의 알데히드 및 케톤화합물의 분석방법으로 가장 적절한 것은?
1중화법
2페놀디슬폰산법
3크로모트로핀산법
44-아미노 안티피린법
정답 및 해설

배출가스 중 알데하이드류와 케톤화합물은 시료를 흡수액에 포집한 뒤 크로모트로핀산 자외선/가시선 분광법이나 아세틸아세톤 분광법, DNPH 유도체화 후 고성능액체크로마토그래피로 분석한다.

페놀디설폰산법은 질소산화물, 4-아미노안티피린법은 페놀류, 중화법은 산·염기 계열의 분석방법이다.

문제 63
굴뚝 등에서 배출되는 가스 중의 산소측정을 위한 자기풍분석계의 구성인자와 가장 거리가 먼 것은?
1담벨
2자극
3측정 셀
4열선소자
정답 및 해설

자기풍 분석계는 측정셀·자극(자기장)·열선소자·증폭기로 구성되며, 산소가 자기장에 끌려 흐르면서 만드는 자기풍이 열선을 식히는 정도로 산소농도를 잰다.

담벨은 자기장 속에서 받는 반발력의 변위를 읽는 담벨형 자기력 분석계의 핵심 부품이므로 자기풍 분석계의 구성인자가 아니다.

문제 64
굴뚝 배출가스 중의 이황화탄소 분석방법에 관한 설명 중 ( )에 알맞은 것은?
1㉠ 340 nm, ㉡ 0.05~1 V/Vppm
2㉠ 340 nm, ㉡ 3~60 V/Vppm
3㉠ 435 nm, ㉡ 0.05~1 V/Vppm
4㉠ 435 nm, ㉡ 3~60 V/Vppm
정답 및 해설

이황화탄소를 다이에틸아민 구리 용액에 흡수시키면 황갈색의 다이에틸다이티오카바민산 구리 착물이 생기고, 이 발색액의 흡광도를 435nm에서 측정한다.

시료가스 채취량이 10L일 때 이 방법의 정량범위는 3~60ppm이다.

문제 65
A 보일러 굴뚝의 배출가스 온도 280℃, 압력 760mmHg, 피토우관에 의한 동압 측정치는 0.552 mmHg이었다. 이 때 굴뚝 배출가스 평균유속(m/s)은? (단, 굴뚝 내 습배출가스의 밀도는 1.3 kg/Sm3, 피토우관 계수는 1 이다.)
1약 9.6
2약 12.3
3약 14.6
4약 15.1
정답 및 해설

피토관 유속은 V=C2ghγV = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}}로 구하되, 동압 h는 mmH2O 단위로, 밀도 γ는 측정조건(280℃)의 값으로 넣어야 한다.

동압 0.552mmHg×13.6=7.51mmH2O0.552\,\mathrm{mmHg}\times13.6 = 7.51\,\mathrm{mmH_2O}
실제 밀도 γ=1.3×273273+280=0.642kg/m3\gamma = 1.3\times\dfrac{273}{273+280} = 0.642\,\mathrm{kg/m^3}

따라서 V=1×2×9.8×7.510.64215.1m/sV = 1\times\sqrt{\dfrac{2\times9.8\times7.51}{0.642}} \approx 15.1\,\mathrm{m/s}

문제 66
굴뚝 배출가스 내 산소측정 분석계 중 측정셀, 자극보조 가스용 조리개, 검출소자, 증폭기 등으로 구성되는 것은?
1자기풍 분석계
2담벨형 자기력 분석계
3압력 검출형 자기력 분석계
4전기화학식 질코니아 분석계
정답 및 해설

측정셀·자극 보조가스용 조리개·검출소자·증폭기로 구성되는 것은 압력 검출형 자기력 분석계다. 보조가스를 흘리면서 산소가 자기장에 끌릴 때 생기는 압력 차를 검출해 농도를 구한다.

자기풍 분석계는 열선소자를, 담벨형 자기력 분석계는 담벨과 반사거울을 쓰며, 지르코니아식은 고온 고체전해질에서 생기는 기전력을 이용한다.

문제 67
굴뚝 배출가스 중의 벤젠을 흡광광도법으로 측정하려고 한다. 다음 설명 중 틀린 것은?
1벤젠을 질산암모늄을 가한 황산에 흡수시켜 니트로화 한다.
2시료중에 톨루엔이나 크실렌이 존재하면 측정치가 낮아진다.
3자색액의 흡광도로부터 벤젠을 정량하는 방법이다.
4시료중에 모노클로로벤젠이나 에틸벤젠이 존재하면 측정치가 높아진다.
정답 및 해설

벤젠을 질산암모늄이 든 황산에 흡수시켜 니트로화한 뒤 발색시키는 방법인데, 시료에 톨루엔·크실렌·모노클로로벤젠·에틸벤젠이 있으면 이들도 함께 니트로화되어 발색에 더해진다.

따라서 이들 방해물질이 있으면 측정치는 높아진다. 톨루엔이나 크실렌 때문에 낮아진다는 서술이 틀렸다.

문제 68
원형굴뚝의 단면적이 13~15m2인 경우 배출되는 먼지 측정을 위한 반경구분수(㉠)와 측정점수(㉡)는?
1㉠ 2, ㉡ 8
2㉠ 3, ㉡ 12
3㉠ 4, ㉡ 16
4㉠ 5, ㉡ 20
정답 및 해설

원형 굴뚝의 반경 구분수와 측정점수는 굴뚝 직경을 기준으로 정한다. 단면적 13~15m²는 직경으로 4×13π4.1m\sqrt{\dfrac{4\times13}{\pi}}\approx4.1\,\mathrm{m}에서 약 4.4m여서 4m 초과 4.5m 이하 구간에 든다.

이 구간의 반경 구분수는 4이고, 측정점은 서로 직교하는 두 지름 위에 잡으므로 4×4=164\times4=16, 즉 16점이 된다.

문제 69
환경대기 중 금속화합물을 원자흡수분광광도법(원자흡광광도법)으로 분석하고자 할 때 화학적 간섭에 관한 사항으로 거리가 먼 것은?
1아연 분석 시 213.8nm 측정파장을 이용할 경우 불꽃에 의한 흡수 때문에 바탕선(baseline)이 높아지는 경우가 있다.
2니켈 분석 시 다량의 탄소가 포함된 시료의 경우, 시료를 채취한 여과지를 적당한 크기로 잘라서 전기로 안에서 105~110℃에서 30분 이상 건조한 후 전처리 조작을 행한다.
3철 분석 시 규소(Si)를 다량 포함하고 있을 때는 0.2% 염화칼슘(CaCl2) 용액을 첨가하여 분석하고, 유기산(특히 시트르산)이 다량 포함되어 있을 때는 0.5% 인산을 가하여 간섭을 줄일 수 있다.
4크롬 분석 시 아세틸렌-공기 불꽃에서는 철, 니켈 등에 의한 방해를 받으므로 황산나트륨, 황산칼륨 또는 이플루오린화수소암모늄을 1% 정도 가하여 분석한다.
정답 및 해설

원자흡수분광광도법에서 화학적 간섭은 시료 중 다른 성분이 대상 금속 원자의 흡수를 방해하는 현상으로, 주로 산화물 형성, 음이온 결합, 이온화 억제 등으로 나타난다. 1번은 213.8nm에서 아연 측정 시 높은 바탕선은 분자 흡수나 산란 같은 물리적 간섭이며, 이는 배경보정(D₂ 보정기)으로 해결하는 영역이지 화학적 간섭이 아니다. 3번의 규소 간섭 시 CaCl₂ 첨가, 유기산 간섭 시 인산 첨가, 4번의 크롬 분석 시 염(황산염 또는 불화암모늄) 첨가는 모두 산화물이나 음이온 화합물 형성을 억제하는 전형적인 화학적 간섭 제거법이다. 반면 2번은 여과지에서 탄소 제거를 위한 시료 전처리 방법으로, 분석 시료를 준비하는 전 단계에 해당하므로 분석 중에 발생하는 화학적 간섭 현상과는 거리가 있다.

문제 70
비산먼지의 농도를 구하기 위해 측정한 조건 및 결과가 다음과 같을 때 비산먼지의 농도(mg/m3)는?
15.6
26.8
38.1
410.1
정답 및 해설

비산먼지 농도는 대조위치 농도를 뺀 값에 풍향·풍속 보정계수를 곱해 구한다.

전 시료채취 기간 중 풍향이 45~90° 변하면 풍향 보정계수는 1.2이고, 풍속이 0.5m/s 미만 또는 10m/s 이상인 시간이 전 채취시간의 50% 이상이면 풍속 보정계수는 1.2다.

C=(5.80.17)×1.2×1.2=8.1mg/m3C = (5.8-0.17)\times1.2\times1.2 = 8.1\,\mathrm{mg/m^3}

문제 71
비분산 적외선 분석법에서 사용하는 주요 용어의 정의로 틀린 것은?
1비교가스 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스
2스팬 드리프트(Span Drift) : 계기의 눈금스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간내의 변동
3스팬가스(Span Gas) : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스
4정필터형 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식
정답 및 해설

스팬가스는 분석계의 최고(스팬) 눈금값을 교정하기 위해 사용하는 가스다. 최저 눈금값을 교정하는 것은 제로가스이므로 정의가 뒤바뀌었다.

나머지는 맞다. 비교가스는 적외선을 흡수하지 않는 대조용 가스, 스팬 드리프트는 스팬에 대응하는 지시치의 일정 기간 내 변동, 정필터형은 측정성분이 흡수하는 파장에서 그 흡수를 측정하는 방식이다.

문제 72
원자흡광 분석장치에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1램프점등장치 중 직류점등 방식은 광원의 빛 자체가 변조되어 있기 때문에 빛의 단속기(chopper)는 필요하지 않다.
2원자흡광분석용 광원은 원자흡광 스펙트럼선의 선폭보다 좁은 선폭을 갖고 휘도가 높은 스펙트럼을 방사하는 중공음극램프가 많이 사용된다.
3시료를 원자화하는 일반적인 방법은 용액상태로 만든 시료를 불꽃 중에 분무하는 방법이며 플라즈마 제트불꽃 또는 방전을 이용하는 방법도 있다.
4전분무 버너는 가연가스와 조연가스가 버너 선단부에서 혼합되어 불꽃을 형성하고 이 때 빨아올린 시료용액은 모든 이 불꽃 속으로 들어가게 된다.
정답 및 해설

광원의 빛 자체가 변조되어 있어 단속기(chopper)가 필요 없는 것은 교류점등 방식이다. 직류점등에서는 빛이 변조되지 않으므로 불꽃 자체의 발광과 구분하기 위해 chopper가 필요하다.

나머지는 맞다. 광원으로는 흡수선폭보다 좁은 선폭의 빛을 내는 중공음극램프를 쓰고, 시료는 보통 용액을 불꽃에 분무해 원자화하며, 전분무 버너에서는 빨아올린 시료용액이 모두 불꽃 속으로 들어간다.

문제 73
이온크로마토그래프법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1공급전원은 전압변동 5% 이하, 주파수변동 10% 이하로 변동이 적어야 한다.
2일반적으로 강수물, 대기먼지, 하천수 중의 이온성분을 정량, 정성 분석하는 데 이용한다.
3가시선 흡수 검출기(VIS 검출기)는 전이금속 성분의 발색반응을 이용하는 경우에 사용된다.
4서프렛서는 관형과 이온교환막형이 있으며, 관형은 음이온에는 스티롤계 강산형(H+)수지가, 양이온에는 스티롤계 강염기형(OH-)의 수지가 충진된 것을 사용한다.
정답 및 해설

이온크로마토그래프의 설치조건에서 공급전원은 기기가 지정한 전압·전기용량·주파수여야 하며, 전압변동은 10% 이하이고 주파수는 변동이 없어야 한다. 전압 5%·주파수 10%로 뒤바꾼 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 강수·대기먼지·하천수의 이온성분 정성·정량에 쓰이고, 전이금속의 발색반응을 이용할 때 가시선 흡수 검출기를 쓰며, 서프렛서는 관형과 이온교환막형으로 나뉜다.

문제 74
가스크로마토그래피(Gas Chromatography)분석에 사용되는 검출기와 거리가 먼 것은?
1Thermal Conductivity Detector
2Electronic Conductivity Detector
3Electron Capture Detector
4Flame Photometric Detector
정답 및 해설

가스크로마토그래피(GC)의 검출기 중 Electronic Conductivity Detector(전자전도도 검출기)는 실제 GC 분석에 사용되지 않는 검출기다. TCD(열전도도)는 모든 물질에 반응하는 범용 검출기이고, ECD(전자포획)는 할로겐·질소 함유 화합물에 선택적으로 사용되며, FPD(불꽃광도)는 황·인 화합물 검출에 사용되는 것으로 모두 실제 GC 응용에서 널리 활용된다. 반면 Electronic Conductivity Detector는 학문적 개념만 있고 실무 GC 장비에는 실장되지 않는 검출기로, 일반적인 GC 분석 범주에서 거리가 가장 멀다.

문제 75
환경대기 중의 시료채취에 관한 일반적인 주의사항으로 거리가 먼 것은?
1악취물질의 채취는 되도록 짧은 시간 내에 끝내고 입자상 물질중의 금속성분이나 발암성 물질 등은 되도록 장시간 채취한다.
2시료채취 유량은 각 항에서 규정하는 범위 내에서는 되도록 많이 채취하는 것을 원칙으로 한다.
3바람이나 눈, 비로부터 보호하기 위하여 측정기기는 실내에 설치하고 벽과의 반응, 흡착, 흡수 등에 의한 영향을 최소한도로 줄일 수 있는 재질과 방법을 선택한다.
4입자상 물질을 채취할 경우에는 채취관 벽에 분진이 부착 또는 퇴적하는 것을 피하고 특히 채취관은 수평방향으로 연결할 경우에는 되도록 관의 길이를 길게 하고 곡률반경은 작게 한다.
정답 및 해설

채취관 벽에 먼지가 붙거나 쌓이면 시료가 손실되므로, 입자상 물질을 채취할 때는 채취관 길이를 되도록 짧게 하고 굽힘부의 곡률반경은 크게 해야 한다. 길게·작게라는 서술이 정반대다.

나머지는 맞다. 악취물질은 변질 우려로 짧은 시간에, 금속·발암성 물질은 검출한계 때문에 장시간 채취하며, 규정 범위 안에서 채취량은 되도록 많이 잡는다.

문제 76
대기오염공정시험기준의 화학분석 일반사항에서 시험의 기재 및 용어에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1액체성분의 양을"정확히 취한다"함은 메스피펫, 메스실린더 정도의 정확도를 갖는 용량계 사용을 말한다.
2시험조작 중"즉시"란 30초 이내에 표시된 조작을 하는 것을 말한다.
3"항량이 될 때 까지 건조한다"라 함은 따로 규정이 없는 한 보통의 건조방법으로 1시간 더 건조 시, 전후 무게의 차가 매 g 당 0.3mg이하 일 때를 말한다.
4"정확히 단다"라 함은 규정한 량의 검체를 취하여 분석용 저울로 0.1mg까지 다는 것을 뜻한다.
정답 및 해설

액체 성분의 양을 정확히 취한다는 것은 홀피펫·부피플라스크처럼 부피를 정밀하게 잴 수 있는 기구로 규정량을 취하는 것을 뜻한다. 메스피펫·메스실린더 정도의 정확도로 재는 것은 그냥 취한다로 표현한다.

나머지는 맞다. 즉시는 30초 이내, 항량은 1시간 더 건조했을 때 전후 무게차가 g당 0.3mg 이하가 되는 상태, 정확히 단다는 분석용 저울로 0.1mg까지 다는 것을 말한다.

문제 77
전기 아크로를 사용하는 철강공장에서 외부로 비산 배출되는 먼지를 불투명도법으로 측정하는 방법에 관한 설명으로 옳은 것은?
1비탁도는 최소 1도의 단위로 측정값을 기록한다.
2시료의 채취시간은 60초 간격으로 비탁도를 측정한다.
3측정된 비탁도에 100%를 곱한 값을 불투명도 값으로 한다.
4측정 시 태양은 측정자의 좌측 또는 우측에 있어야 하고, 측정위치는 발생원으로부터 멀어도 1 km 이내이어야 한다.
정답 및 해설

불투명도법은 배출되는 연기를 육안으로 관측하는 방법이라 측정자의 위치 조건이 정해져 있다. 태양은 측정자의 좌측 또는 우측에 두어야 하고, 측정위치는 발생원에서 멀어도 1km 이내여야 한다.

또 링겔만 비탁도 1도가 불투명도 20%에 해당하므로, 측정된 비탁도에 20%를 곱한 값을 불투명도 값으로 삼는다. 100%를 곱한다는 서술은 틀렸다.

문제 78
굴뚝배출가스 중 아황산가스를 연속적으로 자동측정하는 방법에서 사용되는 용어의 의미로 거리가 먼 것은?
190% 교정가스를 스팬가스라고 한다.
2제로가스는 표준시험기관에 의해 아황산가스 농도가 0.1ppm 미만으로 보증된 참가스를 말한다.
3교정가스는 공인기관의 보정치가 제시되어 있는 표준가스로 연속자동측정기 최대 눈금치의 약 50%와 90%에 해당하는 농도를 갖는다.
4보정이란 보다 참에 가까운 값을 구하기 위하여 판독값 또는 계산값에 어떤 값을 가감하는 것 또는 그 값을 말한다.
정답 및 해설

제로가스는 측정기의 영점(0점)을 교정하기 위한 가스로, 측정성분인 아황산가스를 실질적으로 함유하지 않는 정제공기나 질소를 쓴다.

보기처럼 표준시험기관이 농도를 보증한 가스는 오히려 교정가스(스팬가스)에 해당하는 설명이므로 제로가스의 정의로는 맞지 않는다.

나머지는 맞다. 교정가스는 최대 눈금치의 약 50%와 90% 농도로 준비하며 그중 90%짜리를 스팬가스라 하고, 보정은 참값에 가깝게 하기 위해 판독값이나 계산값에 어떤 값을 가감하는 것이다.

문제 79
굴뚝배출가스 중 먼지측정을 위한 시료채취방법에 관한 사항으로 옳지 않은 것은?(2021년 09월 개정된 규정 적용됨)
1한 채취점에서의 채취시간을 최소 30초 이상으로 하고 모든 채취점에서 채취시간을 동일하게 한다.
2동압은 원칙적으로 0.1 mmH2O의 단위까지 읽고, 이 때, 피토관의 배출가스 흐름방향에 대한 편차를 10°이하가 되어야 한다.
3등속흡인식에 의해서 등속계수를 구하고 그 값이 90~110% 범위 내에 들지 않는 경우에는 다시 시료채취를 행한다.
4피토관을 측정공에서 굴뚝내의 측정점 까지 삽입하여 전압공을 배출가스 흐름방향에 바로 직면시켜 압력계에 의하여 동압을 측정한다.
정답 및 해설

굴뚝배출가스 중 먼지측정의 시료채취방법 기준을 검토하면, 1번이 옳지 않다. 한 채취점에서의 채취시간은 최소 60초 이상으로 규정되어 있으며, 모든 채취점에서 채취시간을 동일하게 한다는 조건은 맞으나 30초는 부족하다. 2번은 동압 측정 시 0.1 mmH₂O 단위까지 읽고 피토관 편차 10° 이하 조건이 정확하다. 3번은 등속흡인식 채취에서 등속계수가 90~110% 범위 내에 들어야 하며 범위를 벗어나면 재채취하는 기준이 맞다. 4번은 피토관의 전압공(+)을 배출가스 흐름방향으로 직면시켜 동압을 측정하는 방법이 정확하다.

문제 80
연료용 유류 중의 황함유량 측정방법 중 방사선식 여기법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1여기법 분석계의 전원 스위치를 넣고, 1시간 이상 안정화 시킨다.
2시료에 방사선을 조사하고 여기된 황의 원자에서 발생하는 γ선의 강도를 측정한다.
3표준 시료는 디부틸디술파이드를 이용하여 조제한 것으로 황함유량이 확인된 것을 사용한다.
4시료를 충분히 교반한 후 준비된 시료 셀에 기포가 들어가지 않도록 주의하여 액층의 두께가 5~20 mm가 되도록 시료를 넣는다.
정답 및 해설

방사선식 여기법은 시료에 방사선을 쬐어 여기된 황 원자에서 나오는 형광 X선의 세기를 측정해 황 함유량을 구한다. γ선의 강도를 측정한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 맞다. 분석계는 전원을 넣고 1시간 이상 안정화시키며, 표준시료는 황 함유량이 확인된 디부틸디술파이드로 조제하고, 시료 셀에는 기포가 들어가지 않게 액층 두께 5~20mm로 채운다.

문제 81
대기환경보전법상 ( )에 알맞은 기간은?
13년
25년
310년
420년
정답 및 해설

대기환경보전법 제11조에 따라 대기오염물질과 온실가스를 줄여 대기환경을 개선하기 위한 대기환경개선 종합계획10년마다 수립·시행해야 한다.

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

문제 82
대기환경보전법규상 대기오염방지시설에 해당하지 않는 것은? (단, 기타사항 제외)
1음파집진시설
2화학적침강시설
3미생물을 이용한 처리시설
4촉매반응을 이용하는 시설
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 4는 대기오염방지시설로 중력·관성력·원심력·세정·여과·전기·음파집진시설과 흡수·흡착·직접연소·촉매반응을 이용하는 시설·응축·산화환원·미생물을 이용한 처리시설·연소조절에 의한 시설을 열거한다.

화학적 침강시설은 이 목록에 없다. 약품을 넣어 응집·침전시키는 수처리 계열 시설이어서 대기오염방지시설에 해당하지 않는다.

문제 83
대기환경보전법령상 대기오염경보단계 중'경보발령'의 경우 조치하여야 하는 사항과 가장 거리가 먼 것은?
1주민의 실외활동 제한 요청
2자동차 사용의 제한
3사업장의 연료사용량 감축 권고
4사업장의 조업시간 단축 명령
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령의 경보 단계별 조치에서 경보 발령 시에는 주민의 실외활동 제한 요청, 자동차 사용의 제한, 사업장의 연료사용량 감축 권고 등을 한다.

사업장의 조업시간 단축명령은 한 단계 위인 중대경보 발령 시의 조치로, 주민 실외활동 금지 요청·자동차 통행금지와 함께 규정돼 있다.

문제 84
대기환경보전법령상 대기오염물질발생량의 합계가 연간 25톤인 사업장에 해당하는 것은? (단, 기타사항 제외)
11종 사업장
22종 사업장
33종 사업장
44종 사업장
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 별표 1의3의 사업장 분류기준에서 2종 사업장은 대기오염물질발생량 합계가 연간 20톤 이상 80톤 미만인 사업장이므로 연간 25톤은 여기에 든다.

1종은 80톤 이상, 3종은 10톤 이상 20톤 미만, 4종은 2톤 이상 10톤 미만, 5종은 2톤 미만이다.

문제 85
악취방지법규상 지정악취물질이 아닌 것은?
1황화수소
2이산화황
3아세트알데하이드
4다이메틸다이설파이드
정답 및 해설

악취방지법 시행규칙 별표 1의 지정악취물질에는 암모니아·황화수소·메틸메르캅탄·다이메틸설파이드·다이메틸다이설파이드·트라이메틸아민·아세트알데하이드·스타이렌 등이 규정돼 있다.

이산화황은 대기환경보전법상 대기오염물질일 뿐 지정악취물질 목록에는 없다.

문제 86
대기환경보전법규상 기관출력이 130kW 초과인 선박의 질소산화물 배출기준(g/kWh)은? (단, 정격 기관속도 n(크랭크샤프트의 분당속도)이 130rpm 미만이며 2010년 12월 31일 이전에 건조한 선박의 경우)
19.0×n(-2.0) 이하
245.0×n(-0.2) 이하
39.8 이하
417 이하
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 35의 선박 배출허용기준에서 기관출력 130kW 초과 선박의 질소산화물 기준은 정격 기관속도 n에 따라 나뉘고, 2010년 12월 31일 이전에 건조된 선박에는 기준 1이 적용된다.

기준 1에서 n이 130rpm 미만이면 17g/kWh 이하다. 130rpm 이상 2,000rpm 미만은 45.0×n(-0.2) 이하, 2,000rpm 이상은 9.8 이하가 적용된다.

문제 87
대기환경보전법령상 초과부과금 부과대상 오염물질이 아닌 것은?
1먼지
2불소화합물
3시안화수소
4질소산화물
정답 및 해설

대기환경보전법령상 초과부과금은 배출허용기준을 초과하여 배출하는 특정 오염물질에 대해 부과되는데, 그 대상 물질은 먼지, 황산화물, 질소산화물을 제외한 유해대기오염물질로 제한된다. 질소산화물은 일반 대기오염물질로서 초과부과금 대상에서 명시적으로 제외되며, 먼지(1번)는 유해대기오염물질 중 하나, 불소화합물(2번)과 시안화수소(3번)는 유해대기오염물질로 초과부과금 부과 대상에 포함된다. 따라서 질소산화물이 초과부과금 부과대상이 아닌 물질이다.

문제 88
대기환경보전법령상 과태료 부과기준으로 옳지 않은 것은?
1위반행위의 횟수에 따른 과태료의 부과기준은 최근 1년간 같은 위반행위로 과태료 부과처분을 받은 경우에 적용한다.
2부과권자는 과태료 금액의 2분의 1의 범위에서 그 금액을 줄일 수 있으나, 과태료를 체납하고 있는 위반행위자에 대해서는 그러하지 아니하다.
3개별기준으로 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 않은 경우 과태료 금액은 100만원이다.
4개별기준으로 비산먼지 발생사업장으로 신고하지 아니한 경우 과태료 금액은 200만원이다.
정답 및 해설

비산먼지 발생사업 신고를 하지 않은 경우는 과태료가 아니라 대기환경보전법 제92조에 따른 300만원 이하의 벌금 대상이다. 200만원의 과태료는 억제시설 설치나 필요한 조치 없이 시멘트·석탄·토사 등 분체상 물질을 운송한 경우에 매겨진다.

나머지는 시행령 별표 15와 같다. 위반횟수에 따른 가중은 최근 1년간 같은 위반으로 부과처분을 받은 경우에 적용하고, 부과권자는 2분의 1 범위에서 감경할 수 있으나 체납자는 감경할 수 없으며, 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 않으면 위반 차수에 따라 최대 100만원이 부과된다.

문제 89
환경기술인 등의 교육에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1교육과정의 교육기간은 4일 이내로 한다.
2환경보전협회는 환경기술인의 교육기관이다.
3신규교육은 환경기술인으로 임명된 날부터 30일 이내에 교육을 이수하여야 한다.
4환경부장관은 교육계획을 매년 1월 31일까지 시·도지사에게 통보하여야 한다.
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제125조에 따라 환경기술인의 신규교육은 임명된 날부터 1년 이내에 1회 받아야 한다. 30일 이내가 아니다.

나머지는 맞다. 교육기간은 4일 이내이고(원격교육은 따로 정한다), 교육은 한국환경보전원(옛 환경보전협회) 등 지정된 교육기관이 실시하며, 승인된 교육계획은 매년 1월 31일까지 시·도지사 등에게 통보한다. 보수교육은 신규교육을 받은 날을 기준으로 3년마다 1회다.

문제 90
대기환경보전법령상 오염물질의 초과부과금 산정 시 위반횟수별 부과계수 산출방법이다. ( )에 알맞은 것은?
1100분의 100
2100분의 105
3100분의 110
4100분의 120
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제26조의 위반횟수별 부과계수는 위반이 없으면 100분의 100, 처음 위반하면 100분의 105, 2차 이상 위반하면 위반 직전의 부과계수에 100분의 105를 곱한 값으로 한다.

즉 위반이 거듭될수록 계수가 1.05배씩 커지는 구조다.

문제 91
대기환경보전법령상 배출부과금 산정 시 자동측정사업장의 경우 배출허용기준을 초과하는 위반횟수의 기준은?
11시간 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
230분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
315분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
45분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제26조 제4항에 따라 굴뚝 자동측정기기로 측정결과를 자동 전송하는 자동측정사업장30분 평균치가 배출허용기준을 초과하는 횟수를 위반횟수로 본다.

다만 30분 평균치가 24시간 이내에 2회 이상 초과하면 위반횟수를 1회로 보며, 위반횟수는 배출구마다 오염물질별로 3개월을 단위로 산정한다.

문제 92
대기환경보전법규상 고체연료 사용시설 설치기준 중 석탄사용시설기준이다. ( )에 알맞은 값은?
1㉠ 50m, ㉡ 50m 미만
2㉠ 50m, ㉡ 25m 이상 50m 미만
3㉠ 100m, ㉡ 25m 이상 100m 미만
4㉠ 100m, ㉡ 60m 이상 100m 미만
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 12(고체연료 사용시설 설치기준)의 석탄사용시설 기준은 배출시설의 굴뚝높이를 100m 이상으로 하도록 정하고 있다.

다만 굴뚝 상부 안지름, 배출가스 온도와 속도 등을 고려한 유효굴뚝높이가 440m 이상인 경우에는 굴뚝높이를 60m 이상 100m 미만으로 할 수 있다.

여기서 유효굴뚝높이는 굴뚝의 실제 높이에 배출가스의 상승고도를 합산한 높이이며, 그 산정방법은 국립환경과학원장이 정하여 고시한다.

문제 93
배출부과금 부과 시 고려사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1대기오염물질의 농도
2배출허용기준 초과여부
3대기오염물질의 배출기간
4배출되는 대기오염물질의 종류
정답 및 해설

배출부과금을 부과할 때 고려하는 사항은 배출허용기준 초과 여부, 배출되는 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 배출 기간, 대기오염물질의 배출량, 자가측정 실시 여부 등이다(대기환경보전법 제35조).

즉 부과 규모를 가르는 것은 얼마나 많이 내보냈는지인 배출량이며, 농도는 고려사항으로 규정되어 있지 않다.

문제 94
대기환경보전법규상 대기오염 경보단계 중"경보"해제기준에서 ( )에 알맞은 것은?
10.1ppm 이상 0.3ppm 미만
20.1ppm 이상 0.5ppm 미만
30.12ppm 이상 0.3ppm 미만
40.12ppm 이상 0.5ppm 미만
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 7에 따르면 오존 경보는 농도가 0.3ppm 이상일 때 발령하고, 경보가 발령된 지역의 오존농도가 0.12ppm 이상 0.3ppm 미만이 되면 해제하지 않고 주의보로 전환한다.

주의보 발령기준이 0.12ppm 이상이므로 경보기준 아래로 내려가도 주의보 기준 이상이면 한 단계만 낮춰 유지하는 구조이다.

오존 농도는 1시간 평균농도를 기준으로 하며, 해당 지역 측정소가 한 곳이라도 발령기준을 초과하면 그 경보를 발령할 수 있다.

문제 95
대기환경보전법령상 인증을 면제할 수 있는 자동차에 해당되는 것은?
1항공기 지상 조업용 자동차
2국가대표 선수용 자동차로서 문화체육관광부장관의 확인을 받은 자동차
3여행자 등이 다시 반출할 것을 조건으로 일시 반입하는 자동차
4주한 외국군인의 가족이 사용하기 위하여 반입하는 자동차
정답 및 해설

대기환경보전법 시행령 제46조제1항은 여행자 등이 다시 반출할 것을 조건으로 일시 반입하는 자동차를 인증 면제 대상으로 정하고 있다.

나머지 셋은 모두 인증을 생략할 수 있는 자동차(같은 조 제2항)에 해당한다.

  • 항공기 지상 조업용 자동차
  • 문화체육관광부장관의 확인을 받은 국가대표 선수용 자동차
  • 외교관 또는 주한 외국군인의 가족이 사용하기 위하여 반입하는 자동차

면제 대상에는 이 밖에 군용ㆍ소방용 자동차, 수출용 자동차, 이주물품으로 반입하는 1대의 자동차 등이 있다.

문제 96
대기환경보전법에서 사용하는 용어의 정의로 틀린 것은?
1매연: 연소할 때 발생하는 유리탄소가 주가되는 미세한 입자상 물질을 말한다.
2가스: 물질이 연소, 합성, 분해될 때 발생하거나 물리적 성질로 인하여 발생하는 기체상 물질을 말한다.
3기후, 생태계변화 유발물질: 지구온난화 등으로 생태계의 변화를 가져올 수 있는 기체상 또는 입자상 물질로서 대통령령이 정하는 것을 말한다.
4온실가스: 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중의 가스상태 물질로서 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황을 말한다.
정답 및 해설

기후ㆍ생태계 변화유발물질은 지구 온난화 등으로 생태계의 변화를 가져올 수 있는 기체상물질로서 온실가스와 환경부령으로 정하는 것을 말한다(대기환경보전법 제2조).

따라서 대상을 기체상 또는 입자상 물질로 넓히거나 정하는 형식을 대통령령이라고 한 서술은 정의와 다르다.

매연, 가스, 온실가스의 정의는 모두 같은 조문의 문언과 일치한다.

문제 97
다중이용시설 등의 실내공기질관리법규상 신축공동주택의 실내공기질 권고 기준으로 옳지 않은 것은?
1자일렌 : 600 ㎍/m3 이하
2톨루엔 : 1000 ㎍/m3 이하
3스티렌 : 300 ㎍/m3 이하
4에틸벤젠 : 360 ㎍/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 4의2의 신축 공동주택 실내공기질 권고기준에서 자일렌은 700㎍/㎥ 이하이므로 600㎍/㎥은 기준과 다르다.

나머지는 톨루엔 1000㎍/㎥, 스티렌 300㎍/㎥, 에틸벤젠 360㎍/㎥ 이하로 규정과 같으며, 이 밖에 폼알데하이드 210㎍/㎥, 벤젠 30㎍/㎥, 라돈 148Bq/㎥ 이하가 규정되어 있다.

문제 98
대기환경보전법상 대기오염 경보가 발령된 지역에서 자동차 운행제한이나 사업장 조업단축의 명령을 정당한 사유 없이 위반한 자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?
11년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처한다.
21년 이하의 징역이나 500만원 이하의 벌금에 처한다.
3500만원 이하의 벌금에 처한다.
4300만원 이하의 벌금에 처한다.
정답 및 해설

대기오염경보가 발령된 지역에서 시ㆍ도지사가 명한 자동차 운행제한이나 사업장 조업단축 등의 명령을 정당한 사유 없이 위반하면 300만원 이하의 벌금에 처한다(대기환경보전법 제92조제1호).

이 명령은 경보 발령지역의 대기오염을 긴급히 줄일 필요가 있을 때 기간을 정해 내리는 것이며, 명령을 받은 자는 정당한 사유가 없으면 따라야 한다(같은 법 제8조).

문제 99
대기환경보전법상 배출시설의 설치허가 및 신고 등에 대한 설명으로 틀린것은?
1신고한 사항을 변경하고자 하는 경우에는 변경신고를 하여야 한다.
2허가받은 사항을 변경하고자 하는 경우에는 사안에 따라 변경허가를 받거나, 변경신고를 하여야 한다.
3대기오염물질 배출시설을 설치완료한 자는 배출시설의 가동을 시작하기 전에 배출시설 허가를 받거나 신고를 하여야 한다.
4특정대기유해물질로 인하여 주민의 건강과 재산에 심각한 위해를 끼칠 우려가 있다고 인정되면 대통령령으로 정하는 바에 따라 배출시설 설치를 제한할 수 있다.
정답 및 해설

배출시설은 설치하려는 자가 미리 시ㆍ도지사의 허가를 받거나 신고를 하여야 한다(대기환경보전법 제23조제1항). 설치를 완료한 뒤 가동 시작 전에 허가ㆍ신고를 한다는 서술은 순서가 뒤바뀐 것이다.

설치를 마친 뒤에 하는 절차는 별도의 가동개시 신고이며, 허가ㆍ신고는 그보다 앞서 이루어져야 한다.

허가사항 중 대통령령으로 정하는 중요한 사항의 변경은 변경허가, 그 밖의 사항과 신고사항의 변경은 변경신고 대상이고, 특정대기유해물질로 주민의 건강ㆍ재산에 심각한 위해가 우려되면 배출시설 설치를 제한할 수 있다.

문제 100
환경부령이 정하는 자동차 연료의 제조기준에 적합하지 아니하게 제조된 유류제품 등을 자동차연료로 사용한 자에 대한 벌칙기준으로 적절한 것은?
1200만원 이하의 과태료
2300만원 이하의 벌금
31년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
42년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금
정답 및 해설

제조기준에 맞지 아니하게 제조된 유류제품 등을 자동차연료로 사용한 자1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처한다(대기환경보전법 제91조제9호).

누구든지 검사 결과 제조기준에 맞지 않는 것으로 판정되었거나 검사를 받지 않고 제조된 자동차연료를 공급ㆍ판매하거나 사용할 수 없으며(같은 법 제74조), 이를 공급ㆍ판매한 자는 사용한 자보다 더 무겁게 처벌된다.