열권은 공기가 극히 희박해 분자의 평균자유행로가 매우 길고, 태양복사를 직접 흡수하므로 분자의 운동속도도 매우 빠르다. 속도가 느리고 자유행로가 짧다는 서술은 정반대다.

나머지는 옳다. 지표 약 15℃에서 시작해 상공 12km의 대류권계면에서 -55℃까지 내려가고, 성층권계면에서 다시 지표에 가까운 온도로 올라간 뒤 중간권에서 또 하강한다.

대기 오염물질의 농도는 혼합고도에 반비례한다. 같은 양의 오염물질이 낮은 고도에 집중되면 농도가 증가하기 때문이다. 혼합고도가 400m에서 200m로 절반으로 감소했으므로, 오염농도는 2배 증가한다. 따라서 실제 오염농도 = 6ppm × (400m ÷ 200m) = 6ppm × 2 = 12ppm이다. 그런데 정답이 48ppm이므로, 이는 $6 \times \dfrac{400}{200} \times 4 = 48$에 해당하는데, 이는 추가적인 보정 계수나 문제의 숨겨진 조건(예: 배출량 증가 또는 기타 대기안정도 변화)을 포함한 것으로 보인다. 표준 혼합 공식만으로는 12ppm이 도출되지만, 주어진 정답과 일치하지 않는다.

오존층은 성층권 안에서도 오존이 특히 밀집한 지상 약 20~30km 구간을 말한다. 50~60km는 중간권에 가까운 높이여서 틀렸다.

나머지는 옳다. 오존 총량의 단위인 돕슨은 표준상태 두께로 환산해 1mm를 100돕슨으로 잡고, 총량은 적도에서 약 200돕슨·극지방에서 약 400돕슨이며, 성층권 오존은 산소분자가 240nm 이하의 자외선에 광분해되면서 생성된다.

최대혼합깊이(MMD)는 야간의 강한 역전에서는 오히려 작아져 수백 m 이하로 떨어진다. 5,000m 이상까지 커지는 것은 지표가 강하게 가열되는 맑은 날 오후다.

나머지는 옳다. MMD는 열부상효과로 생기는 대류혼합층의 깊이이고, 지표 위 수 km까지의 실제 기온 종단도를 그려 결정하며, 계절적으로는 이른 여름에 크다.

까치밥나무는 아황산가스에 대한 저항력이 큰 식물로 분류된다.

반면 포도·단풍·등나무는 모두 아황산가스에 민감한 편이어서 비교적 낮은 농도에서도 잎맥 사이가 표백되는 피해가 나타난다.

철강 제조와 알루미늄·마그네슘·구리 합금 제조에서 직업성 폭로가 흔하고, 흄에 급성 노출되면 금속열을, 만성 노출되면 파킨슨 증후군과 비슷한 신경증상을 일으키는 물질은 망간이다.

망간의 만성 중독은 뇌 기저핵 손상에 따른 것이라 말이 느리고 단조로워지며 보행장애가 나타난다. 수은은 미나마타병, 납은 빈혈과 복통, 비소는 피부 각화·색소침착이 특징이라 구분된다.

기온의 연직 변화는 대류권 하강 → 성층권 상승 → 중간권 하강 → 열권 상승 순이다. 열권에서 하강한다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 성층권의 승온은 오존의 자외선 흡수 때문이고, 건조공기의 부피조성은 질소 > 산소 > 아르곤 > 이산화탄소 순이며, 대류권계면 높이는 여름과 저위도에서 높고 겨울과 고위도에서 낮다.

Coh는 광학밀도 0.01을 1단위로 정의한 값이므로 먼저 빛전달률로 광학밀도를 구한다.
$OD=\log_{10}\dfrac{1}{0.6}=0.2218$
여과지를 통과한 공기의 길이는 $L=0.2\,\mathrm{m/s}\times2.5\times3600\,\mathrm{s}=1800\,\mathrm{m}$이다.

따라서 1000m당 Coh는
$Coh=\dfrac{0.2218}{0.01}\times\dfrac{1000}{1800}=12.3$
이므로 약 12.3이다.

Panofsky의 분류에서 Ri = 0은 중립 상태로 기계적 난류만 존재하는 경우다. 수직방향의 혼합이 없는 것은 Ri > 0.25인 강한 안정 상태다.

나머지는 옳다. 0 < Ri < 0.25이면 성층 때문에 기계적 난류가 약화되고, -0.03 < Ri < 0이면 대류와 기계적 난류가 함께 있되 기계적 난류가 우세하며, Ri < -0.04이면 대류가 기계적 혼합을 지배한다.

분진농도 G(㎍/m³)와 가시거리의 관계식은
$L_v=\dfrac{A\times10^{3}}{G}$
이다($L_v$의 단위는 km).

A = 1.2, G = 50을 대입하면
$L_v=\dfrac{1.2\times1000}{50}=24\,\mathrm{km}$
따라서 가시거리는 약 24km다.

바다와 육지의 온도차가 큰 낮에 부는 해풍이 육풍보다 풍속이 크고 수직·수평 영향범위도 넓다. 육풍이 더 크다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 낮에는 해풍, 밤에는 육풍이 불고, 해풍은 대규모 바람이 약한 맑은 여름날에 잘 발달하며, 해풍의 내륙 쪽 최전선에 생기는 수렴구역을 해풍전선이라 한다.

지구가 가로채는 태양복사는 지구 단면적 $\pi R^{2}$에 태양상수를 곱한 값이고, 이 에너지가 지구 표면적 $4\pi R^{2}$ 전체에 나뉘어 분포한다.

따라서
$C_w=C\times\dfrac{\pi R^{2}}{4\pi R^{2}}=\dfrac{C}{4}$
가 되어 지구표면 단위면적이 받는 평균 태양에너지는 태양상수의 1/4이다.

전향력의 크기는 $2\Omega v\sin\phi$에 비례하므로 적도에서 0이고 극에서 최대다. 적도에서 가장 크다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 지구 자전에 의한 겉보기 힘이라 코리올리 힘이라고도 하고, 북반구에서는 운동방향의 오른쪽 직각으로 작용하며, 지균풍 상태에서는 기압경도력과 크기가 같고 방향이 반대다.

먼저 200℃에서의 질량농도를 표준상태(0℃) 부피 기준으로 바꾼다. 같은 기체를 0℃로 옮기면 부피가 $\dfrac{273}{473}$배로 줄므로 농도는 그 역수배가 된다.
$C=2.0\times\dfrac{473}{273}=3.465\,\mathrm{g/Sm^3}$

SO₂의 분자량이 64이므로
$3465\,\mathrm{mg/Sm^3}\times\dfrac{22.4}{64}=1213\,\mathrm{ppm}$
따라서 약 1213ppm이다. 273/473 온도보정을 빠뜨리면 700ppm이 나오므로 이 환산이 핵심이다.

난류역전과 해풍역전은 지표에서 떨어진 높이에 생기는 공중역전(상층역전)이다. 지표역전(접지역전)에 해당하는 것은 복사역전과 이류역전이다.

나머지는 옳다. 침강역전·전선역전도 공중역전이고, 해풍역전은 이동성이라 오염물질을 오래 정체시키지 않으며, 복사역전층에서는 안개가 끼기 쉽고 매연이 잘 확산되지 못한다.

가우시안 모델을 쓰면서 점·선·면 배출원을 모두 다루고 영국에서 개발되어 영국에서 많이 쓰이는 도시지역 확산모델은 ADMS(Atmospheric Dispersion Modelling System)다.

나머지는 미국에서 개발된 모델이다. OCD는 해안지역 확산, UAM은 광화학 오존을 다루는 도시규모 모델, ISCLT는 장기 평균농도를 계산하는 산업오염원 복합모델이다.

가우시안 확산식에서 풍하측 지표 최대농도는 유효굴뚝높이의 제곱에 반비례한다.
$C_{max}\propto\dfrac{1}{H_e^{2}}$

따라서
$\dfrac{C_{100}}{C_{87}}=\left(\dfrac{87}{100}\right)^{2}=0.757$
이므로 약 76%로 낮아진다.

글라디올러스는 불화수소(HF)에 가장 민감한 지표식물이지 에틸렌의 지표식물이 아니다. 에틸렌 피해는 잎자루가 아래로 굽는 상편생장과 낙엽·개화 억제로 나타나며 토마토·오이·카네이션·난이 민감하다.

나머지는 옳다. 황화수소는 어린 잎과 새싹에 피해가 크고 복숭아·딸기는 저항성이며, 암모니아는 잎 전체에 영향을 주고, 일산화탄소는 식물에 거의 영향이 없다.

다이옥신은 1000℃ 정도의 고온에서는 오히려 분해되고, 소각로 후단에서 배기가스 온도가 250~450℃로 떨어지는 구간에서 fly ash 표면의 염소 공여체와 반응해 재생성(de novo 합성)된다.

나머지는 옳다. 표준상태에서 증기압이 매우 낮은 고체이고, 크게 PCDD와 PCDF로 나뉘며, 물에는 거의 녹지 않지만 벤젠 등 유기용매에 녹고 토양에 강하게 흡착된다.

상자모델은 상자 안에서 오염물질이 1차 반응으로 소멸한다고 가정한다. 0차 반응이라는 서술이 틀렸다.

나머지는 상자모델의 기본 가정 그대로다. 고려하는 공간의 농도가 균일하고, 배출과 동시에 상자 전체에 균등혼합되며, 오염방출원이 지면 전역에 고르게 분포하고, 풍향·풍속이 일정하다고 본다.

CO의 완전연소식 $\mathrm{CO}+\tfrac{1}{2}\mathrm{O_2}\to\mathrm{CO_2}$에서 이론공기량은
$A_o=\dfrac{0.5}{0.21}=2.381\,\mathrm{Sm^3/Sm^3}$

수증기가 생기지 않으므로 연소가스는 CO₂ 1과 질소 $2.381\times0.79=1.881$의 합이고,
$(\mathrm{CO_2})_{max}=\dfrac{1}{1+1.881}\times100=34.7\%$
따라서 최대치는 약 34.7%다.

연료 중 수소가 연소하며 생기는 수증기량은
$11.2\times0.1=1.12\,\mathrm{Sm^3/kg}$
이므로 실제 습배가스량은 $13+1.12=14.12\,\mathrm{Sm^3/kg}$이다.

SO₂의 절대량은 그대로이고 가스 부피만 늘어나므로 농도는 부피비만큼 묽어진다.
$600\times\dfrac{13}{14.12}=552\,\mathrm{ppm}$
따라서 약 550ppm이다.

30분 동안 태운 황의 양은
$500\,\mathrm{kg/h}\times0.5\,\mathrm{h}\times0.016=4\,\mathrm{kg}$

황이 모두 SO₂가 되면 $\mathrm{S}+\mathrm{O_2}\to\mathrm{SO_2}$에서 S 32kg당 SO₂ 22.4Sm³이 생기므로
$\dfrac{4}{32}\times22.4=2.8\,\mathrm{Sm^3}$
따라서 2.8Sm³이다.

휘발성분이 많고 열분해되기 쉬운 물질은 발생한 가스가 미연 상태로 빠져나가지 않도록 공기를 위에서 아래로 보내는 하향연소방식이 유리하다. 상향연소가 효과적이라는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 경사 스토커는 수분이 많거나 발열량이 낮은 폐기물도 어느 정도 소각할 수 있고, 화격자식은 체류시간이 길고 교반력이 약해 국부가열이 생기기 쉽다.

RDF는 파쇄·선별·건조·성형을 거쳐 성상과 발열량이 균일해진 연료여서 도시쓰레기를 그대로 태울 때보다 연소 제어가 오히려 쉽다. 제어가 용이하지 않다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 800~850℃에서 2초 이상의 체류시간을 확보하지 못하면 염소를 포함한 플라스틱이 남아 다이옥신 배출이 문제가 되고, fluff RDF는 겉보기밀도가 낮고 수분이 많아 저장·수송이 불리하며, RDF는 석탄보다 고정탄소가 적고 휘발분이 많다.

1차 반응이므로
$\ln\dfrac{C_0}{C}=kt$
이고, 25%가 분해되면 $C/C_0=0.75$, 시간은 $41.3\times60=2478\,\mathrm{s}$다.

대입하면
$k=\dfrac{\ln(1/0.75)}{2478}=\dfrac{0.2877}{2478}=1.161\times10^{-4}\,\mathrm{s^{-1}}$
따라서 속도상수는 1.161×10^-4 s^-1이다.

이론 단열 연소온도는 열손실도 해리도 없다고 본 이상적인 상한값이므로 실제 연소온도보다 항상 높다.

• 공기비를 크게 하면 과잉공기가 열을 빼앗아 연소온도는 오히려 낮아진다.
• 실제 연소온도는 연소로의 열손실에 크게 좌우된다.
• 평형 단열 연소온도는 고온에서의 해리를 고려하므로 이론 단열 연소온도보다 낮다.

삼원촉매는 CO와 HC를 산화시키고 NOx를 환원시켜 세 가지를 동시에 처리하는 장치다. SOx는 처리 대상이 아니다.

오히려 연료 중의 황은 촉매 표면을 피독시켜 성능을 떨어뜨리므로, 삼원촉매를 쓰는 가솔린자동차에는 저황 연료가 요구된다.

질소산화물은 등가비가 1보다 약간 작은 공기 과잉 영역에서 최대가 된다. Φ > 1은 연료가 과잉이라 산소가 모자라고 화염온도도 낮아져 NO 생성이 줄어든다.

나머지는 옳다. Φ = 1은 연료와 산화제가 이론적으로 맞아떨어지는 조건이고, Φ < 1은 공기가 과잉이어서 CO가 최소이며, Φ > 1은 연료 과잉으로 불완전연소가 일어난다.

비중이 같으므로 부피비로 황량을 비교한다. 원래는 $100\times0.03=3$단위이고, 30%를 황 1% 기름으로 바꾸면
$70\times0.03+30\times0.01=2.1+0.3=2.4$

따라서 감소율은
$\dfrac{3-2.4}{3}\times100=20\%$
이다. 황이 모두 SO₂로 전환되므로 황 함량 감소율이 곧 SO₂ 배출 감소율이 된다.

먼저 배기가스 분석치로 공기비를 구한다.
$m=\dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2}-3.76\,\mathrm{O_2}}=\dfrac{84}{84-3.76\times3.5}=1.186$

이론공기량은
$A_o=\dfrac{1.867\times0.86+5.6\times0.14}{0.21}=11.38\,\mathrm{Sm^3/kg}$
이므로 실제공기량은 $1.186\times11.38=13.5\,\mathrm{Sm^3/kg}$이고, 매시 30kg을 태우면
$13.5\times30\approx406\,\mathrm{Sm^3/h}$
따라서 약 406Sm³이다.

발생로가스의 착화온도는 약 700~800℃로 보기 중 가장 높다.

대략 건조 갈탄이 250~300℃, 무연탄이 440~500℃, 수소가 580~600℃ 수준이므로, 기체연료라고 해서 반드시 착화점이 낮은 것은 아니다.

연료 $1\,\mathrm{Sm^3}$을 태우는 데 필요한 산소량이 클수록 이론공기량도 크다.
$\mathrm{H_2}:0.5,\quad\mathrm{CH_4}:2,\quad\mathrm{C_2H_6}:3.5,\quad\mathrm{C_3H_8}:5,\quad\mathrm{C_4H_{10}}:6.5$

액화석유가스는 프로판·부탄이 주성분이므로 이론공기량이 $\dfrac{5}{0.21}=23.8$~$\dfrac{6.5}{0.21}=31.0\,\mathrm{Sm^3/Sm^3}$로 가장 크다. 수소는 2.38, 메탄은 9.52, 에탄은 16.7에 그친다.

기체연료의 확산연소는 연료와 공기를 버너에서 따로 내보내 노 안에서 섞으며 태우는 방식이고, 여기에 쓰이는 대표적인 버너가 포트형 버너다.

공기 분무식 버너와 회전식 버너는 액체연료를 미립화하는 버너이고, 심지식 버너도 등유 같은 액체연료용이다.

미분탄 연소는 재가 미세해 대부분 배기가스와 함께 날아가므로 노벽과 전열면에 재가 쌓이고 클링커가 생기기 쉽다. 또 공기와의 접촉이 좋아 화격자 연소보다 공기비가 작다(대략 1.2~1.4 대 1.4~2.0). 이 보기는 두 가지가 모두 반대다.

나머지는 옳다. 부하변동에 잘 대응해 대형·대용량 설비에 적합하고, 스토커 연소보다 공기와의 접촉과 열전달이 좋아 작은 공기비로 완전연소시킬 수 있다.

예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞어 보내므로, 혼합기의 분출속도가 연소속도보다 느려지면 화염이 버너 안으로 거슬러 들어가는 역화가 일어난다. 그래서 역화방지기를 붙여야 한다.

• 예혼합연소는 화염온도가 높아 연소부하가 큰 경우에 쓴다.
• 선회버너·방사버너는 확산연소에 쓰이는 버너다.
• 예혼합연소는 연소조절이 쉽고 화염길이가 짧다.

휘발분이 거의 없어 열분해도 증발도 하지 않고 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 타는 형태가 표면연소이며, 흑연·코크스·목탄이 대표적이다.

증발연소는 양초·유황처럼 녹거나 증발한 뒤 기체 상태로 타는 것이고, 자기연소는 니트로화합물처럼 분자 안에 든 산소로 타는 것이다.

프로판의 완전연소식은 $\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\to3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}$이므로 $A_o=\dfrac{5}{0.21}=23.81$이다.

건연소가스량은 과잉공기와 질소, 생성 CO₂의 합이므로
$G_d=(m-1)A_o+0.79A_o+3=23.81m-2$
여기에 CO₂ 8%를 대입하면
$\dfrac{3}{23.81m-2}=0.08\;\Rightarrow\;m=1.66$
따라서 공기 과잉계수는 1.66이다.

④는 공기가 부족한 쪽과 과잉인 쪽에서 모두 낮아지고 화학적 필요량(이론공연비) 부근에서 최대가 되는 산 모양 곡선이므로 CO₂다.

연료의 탄소가 가장 완전하게 CO₂로 바뀌는 지점이 이론공연비이고, 공기가 모자라면 CO·HC로 남아 CO₂가 줄며 공기가 넘치면 배기가스가 묽어져 다시 줄어든다. 공기부족 쪽에서 높다가 이론점 부근에서 급감하는 곡선이 CO와 HC, 과잉공기 쪽에서 올라가는 곡선이 O₂다.

르샤틀리에의 원리는 평형상태에 있는 계에 온도·압력 같은 변화를 주면 그 변화를 상쇄(감소)시키는 방향으로 평형이 이동한다는 것이다.

온도를 올리면 흡열반응 쪽으로, 압력을 높이면 기체 몰수가 줄어드는 쪽으로 반응이 진행된다. 변화가 도중의 경로와 무관하게 처음과 끝 상태로만 결정된다는 서술은 헤스의 법칙에 해당한다.

곡관에서는 흐름이 꺾이며 박리와 와류가 생겨 국부 압력손실이 더해지므로, 곡관이 많을수록 압력손실은 커진다.

나머지는 달시-바이스바흐식 $\Delta P=f\dfrac{L}{D}\cdot\dfrac{\rho v^{2}}{2}$과 그대로 맞는다. 길이 L에 비례하고 유속 v의 제곱에 비례하며 직경 D에 반비례한다.

물리흡착은 발열 과정이므로 처리가스 온도가 올라가면 흡착량은 감소한다. 온도를 올려 흡착질을 떼어내는 것이 바로 가열 탈착(재생) 조작이다.

나머지는 물리흡착의 특징으로 옳다. 흡착열이 작아 결합이 약하고 가역적이며, 다분자층으로 흡착돼 오염가스 회수가 쉽고, 가스 분압이 낮아지면 평형 흡착량도 줄어든다.

아세톤 등 케톤류는 극성이 크고 수용성이어서 비극성인 활성탄과 친화력이 낮아 흡착법의 제어효율이 가장 떨어진다.

반대로 물과 용제에 잘 녹으므로 흡수법이 유리하고, 비점이 비교적 높아 응축법으로 회수하기 쉬우며, 가연성이므로 직접소각법은 매우 높은 제어효율을 낸다.

부(-)코로나는 정(+)코로나보다 코로나 방전개시 전압이 낮아 같은 인가전압에서 더 일찍 방전이 시작된다.

동시에 불꽃(스파크) 방전개시 전압은 높아 더 큰 코로나 전류를 안정적으로 흘릴 수 있으므로 집진효율이 높다. 그래서 공업용 전기집진장치는 부코로나를 쓰고, 오존 발생이 문제되는 실내용 기기에만 정코로나를 쓴다.

충전탑 높이는 $h = H_{OG} \times N_{OG}$이고, 희박용액에서 $N_{OG} = \ln\dfrac{1}{1-\eta}$이다.

제거율 98%를 대입하면
$N_{OG} = \ln\dfrac{1}{1-0.98} = \ln 50 = 3.91$
따라서
$h = 2\,\mathrm{m} \times 3.91 = 7.8\,\mathrm{m}$

촉매연소법은 촉매를 써서 300~500℃의 낮은 온도에서 산화시키므로, 고온이 필요한 직접연소법보다 질소산화물 발생량이 오히려 적다.

나머지는 옳다. 고가이지만 성능이 우수한 백금계 촉매가 널리 쓰이고, 저온 운전이라 연료소비량이 적은 대신 촉매독이 문제가 되며, 가연성 악취성분과 황화수소·암모니아 등에 적용할 수 있다.

생물여과장치는 미생물의 분해속도에 한계가 있어 저농도·대풍량 처리에 적합하고 고농도 오염물질에는 맞지 않으며, 담체를 채운 단순한 구조여서 설치가 간단하다.

나머지는 옳다. 연소 과정이 없어 CO·NOx 같은 부산물이 거의 생기지 않고, 미생물 활성 유지를 위해 습도 제어가 중요하며, 생체량이 늘면 여재가 막혀 압력손실이 커진다.

직렬 연결의 총 집진효율은 $\eta_t = 1-(1-\eta_1)(1-\eta_2)$이다.

대입하면
$\eta_t = 1-(1-0.85)(1-0.96) = 1-0.15\times0.04 = 0.994$
따라서 총 집진효율은 99.4%이다. 효율을 단순히 더하거나 평균 내면 안 된다.

발생원 주위를 작업용 개구면 하나만 남기고 전부 둘러싼 형태는 부스형 후드다. 남은 개구면으로만 공기가 들어오므로 포집효율이 높고 필요 배기량은 적다.

제시문의 "측벽이 분기류에 의한 방해에 대해 방해판 역할을 한다"는 설명도 둘러싼 벽면이 있어야 성립한다. 캐노피형은 위만 덮고 옆이 트여 있어 이런 차폐 효과가 없다.

전기집진장치 시동 시 고전압 회로의 절연저항은 100MΩ 이상이어야 한다. 100kΩ은 절연불량에 해당하는 값이다.

나머지는 옳다. 1차 전압이 낮은데도 2차 전류가 과대하면 고압회로의 절연불량을 의심하고, 2차 전류의 주기적 변동은 방전극 쪽 영향이며, 접지저항은 연 1회 이상 점검해 10Ω 이하로 유지한다.

여과집진장치는 여포에 먼지층을 쌓아 거르는 방식이라 점착성·흡습성 분진은 눈막힘을 일으키고 폭발성 분진은 마찰 정전기로 발화 위험이 있어 적용하기 어렵다.

나머지는 옳다. 산노점 이하로 냉각하면 응축된 산이 여포를 부식시키므로 산노점 이상으로 유지하고, 간헐식은 탈진 빈도가 낮아 여포 수명이 연속식보다 길며 진동형·역기류형·역기류진동형으로 나뉜다.

층류에서 구형입자의 종말속도는 Stokes식 $V_t = \dfrac{d_p^2(\rho_p-\rho)g}{18\mu}$로 구한다.

단위를 SI로 맞추면 $d_p = 2.2\times10^{-6}\,\mathrm{m}$, $\rho_p = 2400\,\mathrm{g/L} = 2400\,\mathrm{kg/m^3}$, $\mu = 1.81\times10^{-4}\,\mathrm{poise} = 1.81\times10^{-5}\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}$이므로
$V_t = \dfrac{(2.2\times10^{-6})^2 \times 2400 \times 9.8}{18 \times 1.81\times10^{-5}} = 3.5\times10^{-4}\,\mathrm{m/s}$

poise를 10분의 1배 해 kg/(m·s)로 바꾸는 단위 환산이 핵심이며, 공기 밀도는 입자 밀도에 비해 무시할 만하다.

먼지 물질수지가 $A = B + C$이므로 집진효율은 제거량을 유입량으로 나눈 $\dfrac{C}{A} = \dfrac{C}{B+C} = \dfrac{A-B}{A}$로 모두 같은 값이다.

반면 $\dfrac{B}{A}$는 빠져나간 몫, 즉 통과율이며 효율과는 $\eta = 1 - \dfrac{B}{A}$의 관계다.

웰만-로드(Wellman-Lord)법은 아황산나트륨 용액으로 SO₂를 흡수한 뒤 가열해 흡수액을 재생하고 SO₂를 고농도로 회수하는 대표적 재생식 공정이다.

석회석법·이중염기법·Chiyoda법은 최종적으로 석고나 슬러지를 만들어 버리는 비재생식(throwaway) 공정이다.

헨리 법칙에서 용해 농도는 기체 분압에 비례하므로 $\dfrac{C_2}{C_1} = \dfrac{p_2}{p_1}$이다.

압력 단위를 맞추면 $435\,\mathrm{mmH_2O} \div 13.6 = 32\,\mathrm{mmHg}$이므로
$C_2 = 3.0 \times \dfrac{32}{16} = 6.0\,\mathrm{kmol/m^3}$

1mmHg = 13.6mmH₂O 환산을 빠뜨리면 답이 달라진다.

사이클론의 절단입경은 $d_{pc} = \sqrt{\dfrac{9\mu W}{2\pi N V(\rho_p-\rho)}}$로 구한다.

주어진 값 $\mu = 2\times10^{-5}\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}$, $W = 0.2\,\mathrm{m}$, $N = 8$, $V = 30\,\mathrm{m/s}$, $\rho_p = 2.0\,\mathrm{g/cm^3} = 2000\,\mathrm{kg/m^3}$을 대입하면
$d_{pc} = \sqrt{\dfrac{9\times2\times10^{-5}\times0.2}{2\pi\times8\times30\times(2000-1.2)}} = 3.46\times10^{-6}\,\mathrm{m}$

따라서 절단입경은 3.46㎛이며, 입자 밀도를 2.0g/cm³ = 2000kg/m³으로 환산하는 것이 관건이다.

에틸아민은 암모니아취를 내는 자극성 아민 계열 물질이다. 마늘 냄새로 분류되는 것은 알릴메르캅탄 계열이다.

나머지 연결은 옳다. 아크로레인은 자극취, 메틸메르캅탄은 부패한 양파취, 황화수소는 썩은 계란취 물질이다.

고정층 흡착장치는 수직형이 소규모, 수평형이 대규모에 적합하다. 수평형은 단면적을 넓게 잡아 가스 유속과 압력손실을 낮출 수 있기 때문이다.

나머지는 옳다. 이동층은 유동층만큼 가스유속을 크게 하기 어렵고, 유동층은 고정층·이동층의 장점을 딴 복합형으로 기체와 고체의 접촉이 좋은 대신 흡착제 마모가 크고 조업조건 변경이 어렵다.

Stokes 침강속도 $V_t = \dfrac{d_p^2(\rho_p-\rho)g}{18\mu}$에서 보듯 침전속도는 입자의 크기(직경의 제곱)와 밀도로 결정된다.

입자의 유해성이나 온도 자체는 이 식에 들어가지 않는다(온도는 가스 점도를 통해 간접적으로만 영향을 준다).

Martin 직경은 입자의 투영면적을 2등분하는 선의 길이로 정의하는 입경이다.

Feret 직경은 투영상의 가장 끝 두 점 사이 거리, 등면적 직경(Heywood 직경)은 투영면적과 같은 면적을 갖는 원의 지름이다.

배출가스 중 이황화탄소는 디에틸아민동용액에 흡수시켜 생성되는 황갈색 착화합물의 흡광도를 측정해 정량한다.

아연아민착염용액은 황화수소 분석용 흡수액으로 대상 가스가 다르다.

일반화학분석용 시약 규격에서 암모니아수는 농도 28% 이상(NH₃로서), 비중 약 0.90이다. 표에 적힌 32.0~38.0%·비중 1.38은 암모니아수의 규격이 아니다.

나머지는 규격과 일치한다. 불화수소산 46.0~48.0%(비중 1.14), 브롬화수소산 47.0~49.0%(비중 1.48), 과염소산 60.0~62.0%(비중 1.54)이다.

총탄화수소 측정에서 반응시간은 오염물질 농도의 단계변화에 따라 최종값의 90%에 도달하는 시간으로 정의한다. 50%가 아니다.

나머지는 옳다. FID법 결과는 프로판(또는 알칸계 표준물질)이나 탄소등가농도로 환산해 표시하고, 시료는 먼지를 제거한 뒤 가열채취관을 거쳐 분석기로 들어가며, 채취관은 스테인리스강 등 재질로 굴뚝 중심 10% 범위에 위치할 길이의 것을 쓴다.

직사각형 단면의 환산직경(동등직경)은 $D_e = \dfrac{2ab}{a+b}$ 공식으로 구한다. 여기서 $a = 2\text{m}$, $b = 1.5\text{m}$이므로, $D_e = \dfrac{2 \times 2 \times 1.5}{2 + 1.5} = \dfrac{6}{3.5} = \dfrac{12}{7} \approx 1.714\text{m}$이다. 이를 반올림하면 약 1.7m이 되어 정답에 일치한다.

가스크로마토그래프 설치장소의 접지저항은 10Ω 이하여야 한다. 20~25Ω은 기준을 넘는 값이다.

나머지는 옳다. 유해물질을 안전하게 처리할 수 있는 곳, 전원변동이 지정전압의 10% 이내이고 주파수 변동이 없을 것, 실온 5~35℃·상대습도 85% 이하이며 직사광선이 닿지 않을 것이 설치조건이다.

페놀디슬폰산법은 시료 중 질소산화물 농도가 약 5~1,000ppm인 범위의 분석에 적당하다. 0.5~10ppm 같은 저농도는 아연환원 나프틸에틸렌디아민법이 담당하는 영역이다.

나머지는 옳다. 질소산화물을 산화흡수제(황산+과산화수소수)에 흡수시켜 질산이온으로 만든 뒤 페놀디슬폰산과 반응시켜 생긴 착색액의 흡광도로 정량하며, 할로겐 화합물은 부의 오차를, 무기질산염·아질산염은 정의 오차를 준다.

연속자동측정방법에서 교정가스는 최대눈금치의 약 50%와 90%에 해당하는 농도를 갖는 표준가스이며, 이 중 90% 교정가스를 스팬가스라 한다.

제로가스는 아황산가스 농도가 1ppm 미만으로 보증된 표준가스로, 분석계의 영점을 맞추는 데 쓴다.

연료용 유류 중의 황 함유량은 방사선식 여기법으로 측정한다. 시료에 방사선을 쬐어 황 원자에서 나오는 형광 X선의 세기로 함유량을 정량하는 기기분석법이다.

자동 연속 열탈착 분석법과 테들라 백-열 탈착법은 휘발성유기화합물 시료의 채취·분석에 쓰이는 방법이어서 유류 중 황 분석과는 무관하다.

비분산 적외선 가스 분석계는 시료셀과 비교셀을 함께 갖춘 복광속(double beam) 분석기, 고농도 시료에 쓰는 단광속(single beam) 분석기, 간섭 영향을 줄인 가스필터 상관 분석기 등으로 분류한다. '교호단속·동시단속 분석계'라는 구분은 쓰지 않는다.

나머지는 옳다. 선택성 검출기로 특정 성분의 적외선 흡수량 변화를 측정하고, 광원은 니크롬선이나 탄화규소 저항체를 가열해 쓰며, 최저 눈금값을 교정할 때는 제로가스를 사용한다.

원자흡광광도법에서 충전가스는 속빈음극램프 안에 채우는 불활성 기체(네온·아르곤 등)를 말한다. 분무버너의 불꽃 단락 방지와는 관계가 없다.

나머지는 옳다. 근접선은 목적 스펙트럼선에 가까운 파장의 다른 선, 선프로파일은 파장에 대한 스펙트럼선 강도 곡선, 다연료 불꽃은 가연성 가스와 조연성 가스의 비를 크게 한 불꽃이다.

여과지에 포집한 입자상 물질에 빛(파장 400nm)을 쬐어 투과 정도를 재고 그 값으로 농도를 구하는 방법은 광투과법이다.

광산란법은 부유 상태의 입자에 빛을 비춰 산란광의 세기를 재는 방법이고, 베타선법은 포집한 먼지에 베타선을 쬐어 흡수량으로 질량농도를 구하는 방법이다.

흡수셀 재질의 용도가 반대로 서술돼 있다. 유리제는 가시·근적외부, 석영제는 자외부 측정에 쓰며, 플라스틱제는 근적외부 파장범위에 쓴다.

나머지는 옳다. 광원은 가시·근적외부에 텅스텐램프, 자외부에 중수소 방전관을 쓰고, 광전관·광전자증배관은 자외~가시부, 광전도셀은 근적외부 광전측광에 쓰며, 흡광도 눈금보정은 중크롬산칼륨용액으로 한다.

이론단수는 $N = 16\left(\dfrac{t_R}{W}\right)^2$이고, HETP는 분리관 길이를 이론단수로 나눈 값이다.

기록지 속도가 분당 10mm이므로 보유시간 10분은 기록지 위에서 $100\,\mathrm{mm}$가 되고
$N = 16\left(\dfrac{100}{8}\right)^2 = 2500$
따라서
$HETP = \dfrac{10{,}000\,\mathrm{mm}}{2500} = 4\,\mathrm{mm}$

보유시간을 기록지 길이(mm)로 환산해 피크 폭과 단위를 맞추는 것이 핵심이다.

티오시안산제이수은법은 시료 중 염화물이온이 티오시안산제이수은과 반응해 유리된 티오시안산이온이 철(Ⅲ)과 만드는 적색 착물을 측정하는 방법이다. 따라서 티오시안산제이수은을 녹이는 메틸알코올, 산성 조건을 만드는 과염소산, 발색에 쓰는 황산제이철암모늄용액이 필요하다.

질산은 용액은 염화물이온을 침전시켜 적정하는 다른 방법의 시약이므로 이 분석과는 관계가 없다.

시안화수소는 흡수액에 포집한 뒤 피리딘피라졸론법으로 청색을 띠게 해 흡광도로 정량한다.

나머지 연결은 서로 어긋난다.

• 포름알데히드는 크로모트로핀산법(또는 아세틸아세톤법)으로 분석한다.
• 질소산화물은 페놀디슬폰산법 등으로 분석한다.
• 페놀류는 4-아미노안티피린법으로 분석한다.

4-아미노안티피린법은 시약을 가해 생긴 적색액의 흡광도를 510nm에서 측정한다. 청색·610nm가 아니다.

나머지는 옳다. 시료 중 페놀류를 수산화나트륨용액(0.4W/V%)에 흡수시켜 포집하고, 시료 10L 채취 시 1~20ppm 범위 분석에 적합하며, 산화성 가스와 환원성 가스가 공존하면 부의 오차가 생긴다.

이황화탄소는 보통강철과 반응하므로 채취관·도관 재질로 쓸 수 없고, 경질유리·석영·불소수지 등을 써야 한다.

나머지는 옳다. 암모니아와 질소산화물에는 스테인리스강을 쓸 수 있고, 일산화탄소는 석영을 포함한 대부분의 재질에 적용할 수 있다.

흡착관의 안정화는 보통 350℃에서 헬륨(또는 질소)을 50~100mL/min으로 흘리며 적어도 2시간 동안 수행한다. 25mL/min·1시간은 유량과 시간 모두 기준에 못 미친다.

나머지는 옳다. 머무름부피는 분석물질을 탈착하는 데 필요한 운반가스 부피로 정하고, 열탈착은 열과 불활성가스로 흡착제에서 VOC를 떼어 기체크로마토그래프로 보내는 과정이며, 2단 열탈착은 이를 저온농축관에 한 번 더 농축한 뒤 보내는 과정이다.

비산먼지 농도는 (포집먼지량이 가장 많은 위치의 먼지농도 − 대조위치의 먼지농도) × 방향편차계수 × 풍속편차계수로 구한다. 풍향이 전 채취기간 중 90% 이상 변하였으므로 방향편차계수는 1.5, 풍속이 0.5m/s 미만 또는 10m/s 이상인 시간이 전체의 50% 이상이므로 풍속편차계수는 1.2를 적용한다. 계산하면 $(115-0.15)\times1.5\times1.2 = 114.85\times1.8 = 206.7$ mg/m³이다.

굴뚝배출가스 중 오염물질의 연속자동측정방법은 각 물질의 특성에 맞는 검출 원리를 적용한다. 아황산가스(SO₂)는 불꽃광도법으로 측정하며, 염화수소(HCl)는 이온전극법으로 측정한다. 질소산화물(NOₓ)은 적외선흡수법으로 측정되는데, 이는 NO₂의 자외선흡수 특성과 화학발광검출기(CLD)를 활용한 NO 산화 원리를 포함한다. 불화수소(HF)는 자외선흡수법이 아닌 이온전극법 또는 분자흡수 분광분석법으로 측정되므로, 불화수소에 자외선흡수법을 연결한 4번이 옳지 않다.

배출허용기준을 "300(12)ppm"으로 표기할 때 괄호 안의 숫자는 표준산소농도(O₂의 백분율)다. 산소농도 12%를 기준으로 보정한 농도가 300ppm이라는 뜻이다.

실측값은 $C = C_a \times \dfrac{21-O_s}{21-O_a}$로 보정해 기준과 비교한다($O_s$는 표준산소농도, $O_a$는 실측 산소농도).

대기환경보전법 제92조제5호는 비산먼지 발생을 억제하기 위한 시설을 설치하지 않거나 필요한 조치를 하지 않은 자에게 300만원 이하의 벌금을 부과하도록 정하고 있다.

같은 호 단서로 제외되는 시멘트·석탄·토사·사료·곡물 및 고철의 분체상 물질 운송자는 벌금이 아니라 200만원 이하의 과태료 대상이다.

대기환경보전법 시행령 별표 1의3의 사업장 분류기준에서 3종사업장은 대기오염물질발생량 합계가 연간 10톤 이상 20톤 미만인 사업장이므로, 연간 15톤이면 3종이다.

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

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

해당 서류는 전자문서 또는 전자화문서 형태로 보존할 수도 있다.

대기환경보전법 시행령 제36조제2항은 징수유예 기간과 그 기간 중 분할납부 횟수를 부과금 종류별로 나누는데, 기본부과금은 유예한 날의 다음 날부터 다음 부과기간의 개시일 전일까지, 4회 이내다.

초과부과금은 유예한 날의 다음 날부터 2년 이내에 12회 이내로 기준이 다르므로 구분해서 외워야 한다.

대기환경보전법 시행규칙 제40조제2항이 정한 대기오염도 검사기관은 국립환경과학원, 시·도의 보건환경연구원, 유역환경청·지방환경청·수도권대기환경청, 한국환경공단이므로 환경보전협회는 해당하지 않는다.

그 밖에 국가표준기본법 제23조에 따른 인정을 받은 시험·검사기관 중 고시된 기관도 검사기관에 포함된다.

실내공기질 관리법 시행령 제2조는 실내주차장을 연면적 2천제곱미터 이상인 것으로 정하되 기계식 주차장은 제외한다. 1천제곱미터 이상·기계식 포함은 기준과 다르다.

나머지는 기준과 같다. 항만시설 대합실은 연면적 5천제곱미터 이상, 지하도상가는 2천제곱미터 이상(연속된 둘 이상의 연면적 합계 포함), 어린이집은 430제곱미터 이상이다.

대기환경보전법 시행령 별표 4의 초과부과금 산정기준에서 주거지역·상업지역, 취락지구, 택지개발예정지구 등이 속하는 Ⅰ지역의 지역별 부과계수는 2.0이다. Ⅱ지역은 1, Ⅲ지역은 1.5다.

같은 Ⅰ지역이라도 기본부과금의 지역별 부과계수(별표 7)는 1.5이므로 두 계수를 혼동하지 않아야 한다.

대기환경보전법 시행령 제12조제1호는 배출시설 설치 지점으로부터 반경 1킬로미터 안의 상주 인구가 2만명 이상인 지역에서, 특정대기유해물질 중 한 가지를 연간 10톤 이상 또는 두 가지 이상을 연간 25톤 이상 배출하는 시설을 설치하는 경우를 설치제한 사유로 정한다.

같은 조 제2호는 먼지·황산화물·질소산화물 발생량 합계가 연간 10톤 이상인 배출시설을 특별대책지역에 설치하는 경우를 또 다른 제한 사유로 든다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 18 중 2013년 1월 1일 이후 제작자동차 기준에서 가스를 사용하는 경자동차의 배출가스 보증기간은 6년 또는 100,000km다.

보증기간의 만료는 기간과 주행거리 중 먼저 도달하는 것을 기준으로 하며, 휘발유와 가스를 병용하는 자동차는 가스사용 자동차의 보증기간을 적용한다.

시행규칙 별표 36의 측정기기 부착·운영 관련 행정처분기준에서, 굴뚝 자동측정기기 부착이 면제된 보일러가 사용연료를 6개월 이내에 청정연료로 변경하지 않은 경우 1차 경고, 2차 경고, 3차 조업정지 10일, 4차 조업정지 30일로 가중된다.

같은 표에서 사업장 안의 모든 굴뚝자동측정기기를 부착하지 않은 경우는 4차에 허가취소 또는 폐쇄까지 가므로 처분 수위가 다르다.

대기환경보전법 시행규칙 제24조는 총량규제 시 고시할 사항으로 총량규제구역, 총량규제 대기오염물질, 대기오염물질의 저감계획과 그 밖에 총량규제구역의 대기관리에 필요한 사항을 들고 있다. 규제기준농도는 고시사항이 아니다.

총량규제는 배출구별 농도가 아니라 구역 전체의 배출 총량을 관리하는 제도이므로 기준농도가 들어가지 않는다.

시행규칙 별표 14는 분체상 물질을 싣고 내리는 공정에 대해 풍속이 평균 초속 8m 이상이면 작업을 중지하도록 정하고 있다.

같은 공정에는 싣거나 내리는 장소 주위에 살수반경 5m 이상, 수압 3kg/cm² 이상의 물 뿌리는 시설을 설치·운영하는 조치도 함께 요구된다.

「대기환경보전법」 제32조의2(배출가스 저감장치 검사 등)와 관련 규정에서 한국환경공단의 위탁업무 중 수시검사, 결함확인검사, 부품결함 보고서류의 접수는 그 성격상 사건 발생 또는 요청에 따라 즉시 처리해야 하는 업무로, 보고 주기를 정해두기 어려운 항목이다. 따라서 이들 항목에 대한 환경부장관으로의 보고는 수시로 진행되며, 정기보고(연1회, 연2회 등)와 달리 필요할 때마다 즉각 보고하는 방식으로 운영된다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 33의 자동차연료 제조기준에서 휘발유의 벤젠 함량은 0.7부피% 이하다.

벤젠은 특정대기유해물질로 지정된 발암물질이어서 연료 단계에서 함량을 제한한다.

시행규칙 별표 25는 비사업용 승용자동차를 차령 4년 경과 시부터 정밀검사 대상으로 하고, 검사유효기간을 2년으로 정한다.

같은 비사업용이라도 경형·소형 승합·화물자동차나 사업용 자동차는 검사유효기간이 1년이다.

시행규칙 별표 2의 특정대기유해물질 목록에는 아닐린, 아세트알데히드, 1,3-부타디엔이 들어 있지만 망간은 없다.

망간화합물은 별표 1의 대기오염물질에는 포함되지만 특정대기유해물질로는 지정되어 있지 않다.

대기환경보전법 제94조제2항제1호는 제31조제2항을 위반해 배출시설 등의 운영상황을 기록·보존하지 않거나 거짓으로 기록한 자에게 300만원 이하의 과태료를 부과하도록 정하고 있다.

시행령 별표 3 제2호가 정한 부착 면제 사유는 연간 가동일수가 30일 미만인 배출시설이다. 60일 미만은 기준과 다르다.

그 밖의 면제 사유로는 연소가스가 원료·제품과 직접 접촉하지 않으면서 청정연료를 쓰는 시설(발전시설 제외), 부착대상시설이 된 날부터 6개월 이내에 배출시설을 폐쇄할 계획이 있는 경우, 액체연료만 쓰면서 황산화물 방지시설이 없는 경우(황산화물 측정기기만 면제) 등이 있다.

대기환경보전법 제94조제4항제5호는 제59조에 따른 자동차의 원동기 가동제한을 위반한 자동차 운전자에게 100만원 이하의 과태료를 부과하도록 정하고 있다.

벌금이 아니라 과태료이며, 부과·징수는 시·도지사 또는 시장·군수·구청장이 한다.