리차드슨 수(Ri)는 대기 안정도를 나타내는 무차원수로, 부력에 의한 열적 난류와 바람의 시어(shear)에 의한 기계적 난류 사이의 상대적 크기를 비교하는 지표이다.

• Ri가 큰 음(-)의 값을 가지면 부력에 의한 난류가 매우 활발한 불안정 상태이므로, 안정하고 수직 혼합이 없다는 설명은 옳지 않다.
• Ri가 0에 가까워질수록 부력의 영향이 작아 기계적 난류가 지배하는 중립 상태에 가까워지는 것이지, 그 자체로 확산이 커진다고 단정할 수 없다.
• Ri가 임계값(약 0.25)보다 커지면 난류가 억제되어 수직 혼합이 오히려 줄어드므로, 혼합이 커진다는 설명은 반대로 서술된 것이다.

따라서 리차드슨 수를 기계적 난류와 열적(대류) 난류 사이의 전환 정도를 나타내는 무차원수로 설명하는 것이 가장 타당하다.

Sutton의 확산식에서 최대착지거리는 $X_{max} = \left( \dfrac{H_e}{K_z} \right)^{\frac{2}{2-n}}$ 로 구해지며, 이 조건에서는 약 2,123.9 m로 계산된다.

유효굴뚝높이 $H_e = 78\ \mathrm{m}$, $K_z = 0.13$이므로 먼저 $\dfrac{H_e}{K_z} = \dfrac{78}{0.13} = 600$ 을 구한다.

안정도 계수 $n=0.33$이므로 지수는 $\dfrac{2}{2-n} = \dfrac{2}{1.67} \approx 1.198$ 이 되고, 이를 대입하면 $X_{max} = 600^{1.198} \approx 2{,}123.9\ \mathrm{m}$ 가 된다.

최대착지거리 계산에는 유효굴뚝높이와 Kz, n만 관여하며, 풍속과 Ky는 착지거리가 아니라 착지농도의 크기를 구할 때 사용되는 값이다.

경도모델(K-이론모델)에서는 배출된 오염물질이 지표면에서 반사되며 지표를 침투하지 않는다고 가정하므로, 지표를 침투하며 반사되지 않는다는 설명은 실제 모델의 가정과 반대로 서술된 것이다.

이 밖에 배출원 근처의 농도를 무한대로 가정하고, 풍하측 지표면은 평평하고 균등하며, 풍하 방향으로 안정도와 확산계수가 일정하다고 가정하는 것은 K-이론모델의 실제 전제에 해당한다.

CFC 표기법에서는 번호에 90을 더한 값의 각 자리가 순서대로 탄소수·수소수·불소수를 나타내며, CFC-114는 C₂Cl₂F₄(CClF₂·CClF₂)에 해당한다.

114에 90을 더하면 204가 되므로 탄소수 2개, 수소수 0개, 불소수 4개이며, 남는 결합 자리는 모두 염소로 채워진다.

탄소 2개짜리 에탄 골격은 결합 자리가 6개이고 그중 4자리를 불소가 차지하므로 나머지 2자리가 염소가 되며, 대칭 구조인 CClF₂·CClF₂로 표현된다.

이산화질소(NO₂)의 일일 배출량을 구하기 위해 단계별로 계산한다. 770ppm은 부피 농도이므로 배출가스 중 NO₂의 부피를 먼저 구한다. 시간당 배출가스량이 108.2Sm³이고 NO₂ 농도가 770ppm이므로, 시간당 NO₂ 부피 = 108.2 × (770/10⁶) = 0.08331 Sm³/h이다. 하루 24시간 배출량은 0.08331 × 24 = 1.9994 Sm³/일 ≈ 2.00 Sm³/일이다. 표준상태(0°C, 1atm)에서 기체의 몰부피는 22.4L/mol = 0.0224m³/mol이므로, NO₂의 몰수 = 2.00/0.0224 = 89.29 mol이다. NO₂의 분자량은 46(N=14, O=16×2)이므로, 질량 = 89.29 × 46 = 4.107 kg ≈ 4.11 kg이다.

이산화황(SO₂) 대기오염에 대한 식물의 감수성은 종에 따라 다르며, 옥수수는 이산화황에 상대적으로 강한 저항성을 가진 식물이다. 반면 보리, 담배, 자주개나리는 모두 이산화황에 민감하여 잎의 표백, 괴사, 엽록소 파괴 등의 피해를 쉽게 입는 감수성 식물로 알려져 있다. 따라서 "이산화황에 약한 식물"을 찾는 문제에서 옥수수는 이들과 가장 거리가 먼, 즉 상대적으로 강한 저항성을 보유한 식물이므로 정답이 된다.

수용모델은 측정된 대기질 자료를 입력자료로 사용하는 방식이기 때문에, 오히려 이 특성으로 인해 미래 예측이나 시나리오 작성에는 한계가 있다.

새로운 오염원이나 불확실한 오염원, 불법 배출원까지 정량적으로 확인·평가할 수 있고, 지형이나 기상학적 정보 없이도 사용할 수 있다는 점은 수용모델의 장점으로 인정된다.

그러나 실측자료에 기반하기 때문에 현재나 과거 상황을 설명하는 데는 강점이 있는 반면, 미래를 가정한 시나리오 작성에는 취약하다는 것이 일반적으로 인정되는 특성이다.

아황산가스의 연간 배출량을 구하는 문제로, 유량×농도×시간×밀도의 순서로 계산한다. 먼저 아황산가스의 부피유량은 47 m³/s × 0.7% = 0.329 m³/s이다. 1년 동안의 초(s)는 365일 × 24시간 × 3,600초 = 31,536,000초이므로, 연간 아황산가스 부피는 0.329 m³/s × 31,536,000 s = 10,375,344 m³이다. 표준상태에서 아황산가스(SO₂, 분자량 64)의 밀도는 64 g/mol ÷ 22.4 L/mol = 2.857 kg/m³(또는 64/22.4 = 2.857 g/L)이다. 따라서 연간 배출량은 10,375,344 m³ × 2.857 kg/m³ = 29,641,958 kg ≈ 29,642 t로, 보기의 약 29,644 t과 일치한다.

Sutton의 확산식에서 하류 중심선의 최대지표농도는 유효굴뚝높이의 제곱에 반비례하므로, 유효고도가 1/2로 줄어들면 최대지표농도는 원래의 4배로 커진다.

다른 조건이 동일할 때 최대지표농도 $C_{max}$는 $H_e^{2}$에 반비례하는 관계를 가지므로, 굴뚝높이를 절반으로 낮추면 분모가 1/4로 줄어드는 셈이 되어 농도는 4배로 증가하게 된다.

2차 대기오염물질은 1차 오염물질이 대기 중에서 광화학 반응 등을 거쳐 새로 생성된 물질을 말하며, 제시된 보기 중에는 과산화수소(H₂O₂)와 염화니트로실(NOCl)이 함께 묶인 조합이 이에 해당한다.

• 오존(O₃)은 대표적인 2차 오염물질이지만, 함께 제시된 NH₃가 배출원에서 직접 배출되는 1차 오염물질이므로 두 물질이 모두 2차인 조합으로 볼 수 없다.
• SiO₂는 분진 형태로 직접 배출되는 1차 오염물질이므로 이 조합도 성립하지 않는다(NO₂는 통상 1차 오염물질로 분류한다).
• PAN은 광화학반응으로 생성되는 2차 오염물질이지만, 함께 제시된 HCl은 1차 오염물질이다.

과산화수소와 염화니트로실은 모두 대기 중 광화학반응 과정에서 새로 생성되는 물질이라는 공통점을 가진다.

대류권의 평균적인 기온체감률(환경감률)은 약 $-0.65^{\circ}\mathrm{C}/100\,\mathrm{m}$ 수준이며, $-1^{\circ}\mathrm{C}/100\,\mathrm{m}$는 건조단열감률에 해당하는 값이므로 이를 대류권의 일반적인 기온체감률로 서술한 것은 옳지 않다.

건조단열감률은 공기덩이가 단열적으로 상승·하강할 때 적용되는 이론값이고, 실제 대류권의 평균 기온분포에서 나타나는 환경감률과는 크기가 다르다.

대류권의 높이가 계절과 위도에 따라 달라지고, 기온에 따라 대기 밀도가 달라지며, 난류강도의 안정도 지표로 리차드슨 수를 사용한다는 나머지 설명은 대기권의 일반적인 성질과 부합한다.

설명에 해당하는 물질은 비소이다.

비소는 특히 아르신 형태로 흡입되면 혈관 내 용혈을 일으켜 두통·오심·흉부 압박감을 호소하게 하고, 10ppm 수준에 폭로되면 혼미와 혼수를 거쳐 사망에 이를 수 있다.

용혈과 그에 따른 간·신장 부담을 반영한 복통·황달·빈뇨가 대표적 3대 증상이며, 만성 폭로의 국소 증상으로 손·발바닥의 각화증, 각막궤양, 비중격 천공, 탈모가 나타난다.

납은 조혈장애와 신근마비, 수은은 미나마타병형 신경증상, 망간은 파킨슨 유사 증후군이 중심이어서 용혈과 각화증을 앞세운 위 설명과 맞지 않는다.

오존전량의 단위인 돕슨 단위(DU)는 $1\ \mathrm{DU} = 0.01\ \mathrm{mm}$에 해당하는 두께로 환산되므로, 330DU는 3.3mm의 두께로 표시된다.

돕슨 단위는 표준상태(0℃, 1기압)에서 대기 중 오존을 모두 지표면 높이로 압축했을 때의 두께를 매우 얇은 단위로 나타낸 것이며, 지구 평균 오존전량은 대략 300DU 안팎으로 알려져 있다.

교토의정서가 정한 온실효과 6대 물질은 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 과불화탄소(PFCs), 수소불화탄소(HFCs), 육불화황(SF₆)이며, '과불화규소'라는 물질은 이 목록에 존재하지 않는다.

과불화탄소(PFCs)와 명칭이 비슷해 혼동하기 쉽지만, 규소(Si) 화합물인 과불화규소는 교토의정서상 규제 대상 온실가스가 아니다.

커닝험 보정계수는 입자가 매우 작아 유체(기체) 분자 사이를 미끄러지듯 통과하는 정도를 반영하는 값으로, 유체 속을 운동하는 입자의 직경이 항력(drag)에 미치는 영향을 보정하기 위한 계수로 설명하는 것이 가장 타당하다.

입자가 기체 분자의 평균자유행로에 견줄 만큼 작아질수록 실제로 받는 저항이 스토크스 법칙으로 계산한 값보다 작아지는데, 커닝험 보정계수는 이러한 입경에 따른 항력계수의 변화를 나타내기 위해 도입된 개념이다.

메탄(CH₄)의 지표 부근 배경농도는 대략 1.5ppm 안팎으로 알려져 있다.

이산화탄소에 비해 대기 중 농도는 낮지만, 단위질량당 온실효과 기여도가 커서 주요 온실가스 중 하나로 관리된다.

제시된 특성에 해당하는 오염물질은 불소화합물이다.

불화수소는 기공으로 들어간 뒤 물관을 따라 이동해 잎의 선단부와 가장자리에 축적되므로 피해가 그 부위에 집중되어 나타나고, 어린 잎일수록 증상이 뚜렷하다.

또한 대기오염물질 가운데 가장 낮은 농도에서도 식물에 피해를 주는 것이 특징이며, 글라디올러스가 지표식물로 쓰일 만큼 민감한 반면 명아주·질경이는 저항성이 크다.

SO₂는 엽맥 사이의 백색·회백색 반점, 오존은 잎 표면의 회백색 반점, PAN은 잎 뒷면의 은백색 광택을 주된 증상으로 하므로 위 특성과 구별된다.

질소산화물(NOx)은 고온 연소 과정에서 주로 발생하므로 비료·폭약·필름 제조 같은 화학공업보다는 연소 시설(발전소, 자동차, 보일러 등)이 주요 배출원이다. 염화수소는 소다공업과 활성탄 제조에서 배출되고, 불화수소는 인산비료·유리·요업에서 배출되며, 염소는 염소·알칼리 공업(전해공정)의 주요 배출원이다. 4번의 용광로는 철강 제련 시설로 먼지·일산화탄소·황산화물이 주요 오염물질이며, 염소 배출과는 관련이 없다. 식품가공도 염소 배출의 주요 업종이 아니다.

정상적인 대기의 부피 기준(V/V%) 성분 농도 순서는 질소(N₂) > 산소(O₂) > 아르곤(Ar) > 이산화탄소(CO₂) > 네온(Ne) 순이다.

질소와 산소가 대기의 대부분(약 99%)을 차지하고, 그다음으로 비활성기체인 아르곤이 약 1% 미만을 차지하며, 이산화탄소와 네온은 그보다 훨씬 낮은 농도로 존재한다.

지문이 가리키는 물질은 셀레늄(Se)이다. 화성암·퇴적암과 황·구리를 함유한 광석에 분포한다는 점, 구리 전해정련 시 생기는 찌꺼기(양극 슬라임)에서 상업용으로 회수된다는 점이 셀레늄의 전형적인 부존·회수 경로다.

또한 셀레늄은 인체 필수 미량원소로 글루타티온 과산화효소(GSH-Px)의 보조인자로 작용해 적혈구가 산화되어 생기는 손상을 막는다. 이 효소 관련 서술은 다른 어떤 금속에도 해당하지 않는 셀레늄 고유의 단서다.

• 칼슘은 지각에 흔한 알칼리토금속으로 뼈·치아의 구성 성분이며, 구리 정련 슬라임에서 회수하지 않는다.
• 타이타늄은 금홍석(루틸)·티탄철석에서 얻는 경량 구조용 금속으로, 과산화효소의 보조인자와 무관하다.
• 바나듐은 중유 연소 시 배출되는 대표적 중금속이지만 회수 경로가 원유·석유코크스 잔재이고, 인체 필수성도 셀레늄만큼 확립되어 있지 않다.

불소화합물의 대표적인 분석법은 란탄-알리자린 콤플렉손법이나 이온전극법 등이며, 페놀디설폰산법은 질소산화물의 분석에 쓰이는 방법이므로 짝지어진 것이 옳지 않다.

• 시안화수소는 피리딘 피라졸론법으로 분석하는 것이 맞다.
• 포름알데히드는 크로모트로핀산법으로 분석하는 것이 맞다.
• 황화수소는 메틸렌블루법으로 분석하는 것이 맞다.

따라서 불소화합물과 페놀디설폰산법을 연결한 보기만 실제 분석법과 일치하지 않는다.

2021년 9월 10일 개정된 공정시험기준에 따르면, 굴뚝 배출가스 중 먼지 측정 시 등속흡입계수가 90~110% 범위에 들면 다시 시료채취를 하지 않아도 되는 것으로 규정되어 있다.

등속흡입계수는 실제 배출가스 유속과 시료채취 흡입유속이 얼마나 일치하는지를 나타내는 지표로, 이 범위를 벗어나면 측정된 먼지 농도의 신뢰도가 떨어져 재측정이 필요하다.

이 문항은 개정된 규정이 적용된 것으로, 개정 전에 출제된 같은 유형의 문제에서는 다른 범위가 정답으로 제시되었다는 점에 유의해야 한다.

자외선가시선분광법 분석장치의 일반적인 구성 순서는 광원부 - 파장선택부 - 시료부 - 측광부이므로, 시료부를 광원부보다 앞에 두는 순서로 서술한 것은 옳지 않다.

빛은 광원부에서 나와 파장선택부(단색화 장치)를 거쳐 특정 파장으로 걸러진 뒤 시료부를 통과하면서 흡광이 일어나고, 마지막으로 측광부에서 그 세기를 측정하는 순서로 진행된다.

단색장치로 프리즘이나 회절격자를 사용하는 점, 광전관·광전자증배관·광전도셀의 사용 파장영역, 광전분광광도계에서 미분측광·2파장측광·시차측광이 가능하다는 설명은 실제 장치 구성과 부합한다.

그림에 그려진 기구는 시료가스를 흡수액에 통과시켜 대상 성분을 포집하는 흡수병이다.

그림 속 여러 형태의 유리 기구에는 공통적으로 ‘유리 여과관(유리 여과부)’과 ‘모세관 내경 1mm’라는 표기가 붙어 있다. 이는 유입된 시료가스를 잘게 쪼개 미세한 기포로 흡수액 속을 지나가게 함으로써 기체와 액체의 접촉 면적과 접촉 시간을 늘려 흡수 효율을 높이는 구조로, 흡수병 특유의 형태다.

• 진공병은 미리 내부를 감압해 두었다가 밸브를 열어 시료가스를 빨아들이는 용기채취법용 용기로, 내부에 유리 여과관이나 흡수액이 없다.
• 채취관은 굴뚝이나 덕트에서 시료가스를 끌어내는 관이며, 채취병은 시료를 담아 두는 용기여서 그림처럼 여과관과 기포 분산 구조를 갖지 않는다.

굴뚝 배출가스 중 산소를 자동측정하는 방식 중 덤벨형은 자기식에 속하는 방법이며, 전기화학식으로 분류되지 않는다.

전기화학식에는 정전위 전해형, 폴라로그래프형, 갈바니전지형 등이 포함되며, 이들은 산소와 전기화학적으로 반응해 생기는 전류나 전위 변화를 측정하는 원리를 이용한다.

반면 덤벨형은 산소의 상자성(常磁性) 성질을 이용해 자기장 내에서의 물리적 변위·회전력을 측정하는 방식으로, 자기식으로 분류된다.

표준산소 농도로 보정한 질소산화물 농도는 $C = C_s \times \dfrac{21 - O_s}{21 - O_m}$ 식으로 계산하며, 그 결과는 약 275ppm이 된다.

실측농도 $C_s = 280\ \mathrm{ppm}$, 표준산소농도 $O_s = 4\%$, 실측산소농도 $O_m = 3.7\%$를 대입하면 $C = 280 \times \dfrac{21-4}{21-3.7} = 280 \times \dfrac{17}{17.3}$ 이 된다.

이를 계산하면 $C \approx 275.2\ \mathrm{ppm}$으로, 반올림하면 275ppm이 된다.

불꽃광도측정법(FPD)으로 아황산가스를 측정할 때는 시료를 수소 불꽃 속에서 연소시켜 생성되는 황 화학종의 발광을 측정하는데, 이때 관측하는 발광 파장은 394nm 부근이다.

이 파장은 황(S₂) 화학종이 불꽃 속에서 들뜬 상태가 된 뒤 안정한 상태로 돌아오며 내는 특성 발광에 해당하며, 이 발광 강도로부터 아황산가스의 농도를 산출한다.

시험방법에서 시약의 농도를 따로 규정하지 않고 단순히 표시한 경우, 일반적으로 통용되는 규정농도 중 아세트산(초산)이 다른 보기들보다 높은 농도(약 99% 이상)로 취급된다.

질산은 약 60%, 염산은 약 35%, 불산은 약 47% 내외의 농도로 통용되는 데 비해, 아세트산(빙초산)은 거의 순수한 농도(99% 이상)로 유통·사용되는 것이 일반적이다.

굴뚝 배출가스 시료채취장치의 연결관은 되도록 짧게 하여야 하므로, 길이를 되도록 길게 한다는 서술은 옳지 않다.

연결관이 길어질수록 응축수 발생이나 관 벽 흡착에 의한 시료 손실, 측정 지연 등의 문제가 커지기 때문에 가능한 한 짧게 설치하는 것이 시료채취의 정확도를 높이는 데 유리하다.

연결관을 수직에 가깝게 연결하고 구부러진 부분은 응축수가 흐르도록 경사지게 하는 점, 안지름을 4~25mm 범위로 정하는 점, 여러 측정기를 병렬로 연결하는 점 등은 실제 기준과 부합한다.

이 문제의 정답 근거는 진콘법으로 발색시킨 아연의 흡광도 측정 파장이 다른 금속화합물보다 크다는 점이다.

자외선/가시선분광법에서 각 금속은 서로 다른 발색시약과 파장을 사용하는데, 구리는 다이에틸다이티오카르바민산나트륨법(약 440nm), 니켈은 다이메틸글리옥심법(약 450nm), 수은은 디티존법(약 490nm) 부근에서 흡광도를 측정한다.

반면 아연은 진콘(Zincon)법으로 발색시켜 약 620nm 부근에서 측정하므로 네 물질 중 측정 파장값이 가장 크다.

정답 근거는 흡수셀을 식염수(9%)에 담가두는 것은 표준 세척방법에 해당하지 않는다는 점이다.

대기오염공정시험기준상 흡수셀 세척은 오염 정도에 따라 다음과 같은 방법을 사용한다.

• 가벼운 오염은 탄산소듐 용액에 소량의 음이온 계면활성제를 더한 액에 담그고, 필요하면 40~50℃로 약 10분간 가열한다.
• 중간 정도의 오염은 물로 씻은 후 질산(1+5)에 소량의 과산화수소를 더한 용액에 약 30분 담근다.
• 심한 오염은 새로 만든 크롬산·황산 용액에 약 1시간 담근 뒤 물로 충분히 씻어낸다.

빈번하게 사용하는 흡수셀은 물로 잘 씻어 그대로 사용하는 것이 원칙이며, 식염수에 담가 보관하는 절차는 규정되어 있지 않다.

최초광의 75%가 흡수되었다는 것은 투과율이 25%(0.25)라는 의미이다.

흡광도 $A = -\log_{10} T$ 이므로 $A = -\log_{10}(0.25) = \log_{10}4$

계산하면 $A \approx 0.6$ 이다.

공정시험기준의 방울수는 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨렸을 때 그 부피가 약 1mL가 되는 것을 말한다. 따라서 ㉠은 20, ㉡은 20, ㉢은 1이다.

즉 한 방울은 약 0.05mL에 해당한다. 온도를 20℃로 못박은 것은 물의 표면장력과 밀도가 온도에 따라 달라져 한 방울의 크기가 변하기 때문이다.

‘20℃ · 20방울 · 1mL’를 한 묶음으로 외워 두면, 온도만 10℃로 바뀌거나 방울 수만 10방울로 바뀐 선택지를 바로 걸러낼 수 있다.

배출가스 중 총탄화수소(THC) 분석을 위한 불꽃이온화검출기(FID) 장치 구성 기준에서 시료채취관의 위치 기준이 문제다. 시료채취관은 굴뚝 중심부로부터 30% 범위가 아니라 중심부로부터 50% 범위 이내에 위치해야 하며, 길이는 검출기까지의 응축을 방지하기 위해 가능한 한 짧게 하는 것이 원칙이다. 시료도관의 온도 유지(150~180℃), 기록계의 응답속도(4회/min 이상), 영점·교정가스 주입 방식(3방콕 또는 빠른연결장치) 등은 모두 관련 규정에 부합하는 올바른 설명이다.

정답 2번은 분리관 재질 선택 기준에서 오류를 담고 있다. 분리관은 반응성이 작은(적은) 재질을 선택해야 하는데, 보기에서 "반응성이 큰 것을 선택"이라고 잘못 서술했다. 분리관은 용리액과 시료와의 상호작용을 최소화하기 위해 스테인리스강(SUS) 같은 화학적으로 안정적이고 비활성인 재질을 사용하며, 내압성과 내부식성은 맞는 요구사항이다. 1번은 음이온 분석 시 억제기에 강산형 수지를 사용하는 것이 맞고, 3번은 용리액조가 밀폐된 구조여야 공기와의 접촉을 최소화하는 것이 맞으며, 4번은 이온크로마토그래피의 가장 일반적인 검출 방식이 전도도 검출기인 것이 맞다.

냉증기 원자흡수분광광도법으로 수은을 측정할 때 사용하는 흡수액은 4% 과망간산칼륨을 10% 황산에 녹인 용액이다.

과망간산칼륨은 배출가스 중 수은을 산화시켜 흡수액에 포집하는 산화제 역할을 하며, 황산은 이 반응이 일어나는 산성 조건을 유지한다.

나머지 보기는 산을 질산으로 바꾸었거나 과망간산칼륨·산의 농도 조합이 규정과 달라 표준 조성과 맞지 않는다.

인구비례법에 의한 시료채취지점수는 지역 인구밀도를 전국 평균 인구밀도로 나눈 값에, 가주지 면적을 25로 나눈 값을 곱하여 구한다.

즉 (그 지역 인구밀도 ÷ 전국 평균 인구밀도) × (그 지역 가주지 면적 ÷ 25) 이다.

$n = \dfrac{4000}{5000} \times \dfrac{5000}{25} = 0.8 \times 200 = 160$

따라서 시료채취 지점수는 160개이다.

정답 근거는 "정확히 단다"는 분석용 저울로 0.1mg까지 다는 것을 의미한다는 정의가 공정시험기준과 일치한다는 점이다.

• "정확히 취한다"는 고체가 아니라 액체의 부피를 홀피펫·부피플라스크 등으로 눈금까지 정확히 취하는 것을 뜻하므로, 고체성분에 적용한 설명은 틀렸다.
• "감압 또는 진공"은 mmH₂O가 아니라 15mmHg 이하를 뜻하므로 단위가 틀렸다.
• 시험조작 중 "즉시"는 10초가 아니라 30초 이내에 조작하는 것을 뜻하므로 시간이 틀렸다.

산분해법은 시료를 강산으로 가열·분해하는 전처리법으로, 일반적으로 분해에 시간이 오래 걸리고 다량의 시약을 쓰기 때문에 시약에 의한 시료 오염 가능성이 있다는 것이 특징이다.

따라서 "분해 속도가 빠르고 시료 오염이 적은 편"이라는 설명은 산분해법의 실제 특성과 거리가 멀다.

극미량·휘발성 원소 분석에 적합하지 않은 점, 강산 사용에 따른 폭발·화상 위험, 염산·질산을 다량 사용하며 휘발성 원소 손실이 있다는 점은 모두 산분해법의 실제 특성과 일치한다.

정량하려는 성분의 순물질을 단계적으로 취해 크로마토그램을 얻고, 성분량을 가로축, 봉우리 넓이(또는 높이)를 세로축으로 하여 얻은 검량선을 이용하는 방법이 절대검정곡선법이다.

이 방법은 표준물질의 양과 봉우리 면적 사이의 관계선(검량선)을 미리 작성해 두고, 시료의 봉우리 면적을 대입해 성분량을 구한다.

전기집진장치의 효율은 Deutsch-Anderson식 $\eta = 1 - e^{-\frac{wA}{Q}}$ 로 구한다.

$0.97 = 1 - e^{-\frac{0.1 \times A}{180}}$ 이므로 $e^{-\frac{0.1A}{180}} = 0.03$

$\dfrac{0.1A}{180} = -\ln(0.03) \approx 3.507$
$A = \dfrac{180 \times 3.507}{0.1} \approx 6312\,\mathrm{m^2}$

따라서 필요한 총집진판 면적은 약 6312m²이다.

연소실 열발생률은 단위 연소실 체적당 시간당 발열량으로 구한다.

연소실 체적 $V = 0.5 \times 1.0 \times 0.8 = 0.4\,\mathrm{m^3}$

시간당 발열량 $Q = 8000\,\mathrm{kcal/kg} \times 10\,\mathrm{kg/h} = 80000\,\mathrm{kcal/h}$

열발생률 $= \dfrac{80000}{0.4} = 2.0\times10^{5}\,\mathrm{kcal/h{\cdot}m^3}$

여과집진장치의 탈락시간 간격은 먼지부하를 여과재에 시간당 쌓이는 먼지량으로 나누어 구한다.

여과속도 $V = 7200\,\mathrm{cm/hr} = 72\,\mathrm{m/hr}$, 집진효율 100%이므로 여과재에 쌓이는 먼지량은 $10\,\mathrm{g/m^3} \times 72\,\mathrm{m/hr} = 720\,\mathrm{g/m^2{\cdot}hr}$

탈락시간 간격 $= \dfrac{360}{720}\,\mathrm{hr} = 0.5\,\mathrm{hr} = 30\,\mathrm{min}$

정답 근거는 2단연소법은 황산화물이 아니라 질소산화물 저감을 위한 연소조절 기법이라는 점이다.

석회석 주입법, 석회수 세정법, 암모니아 흡수법은 모두 배출가스 중 SOx를 흡수·반응시켜 제거하는 대표적인 황산화물 처리방법이다.

정답 근거는 세정집진장치는 친수성·부착성이 높은 먼지가 있으면 오히려 노즐이나 충전물이 막힐 위험이 있다는 점이다.

따라서 "폐쇄염려가 없다"는 설명은 세정집진장치의 장점으로 보기 어렵다.

입자상 물질과 가스상 물질을 동시에 제거할 수 있고, 포집된 먼지가 액체와 함께 배출되어 재비산 우려가 적으며, 가연성·폭발성 가스도 세정액으로 냉각·희석하여 처리할 수 있다는 점은 세정집진장치의 실제 장점이다.

정답 근거는 입경지수 n이 클수록 입경분포의 폭이 오히려 좁아져 입도가 균일해진다는 점이다.

Rosin-Rammler 식 $R(\%) = 100\,e^{-\beta d_p^{\,n}}$ 에서 R은 체상누적분포를 나타내며, β가 커지면 임의의 누적분포를 갖는 입경 dp가 작아져 미세한 입자가 많다는 것을 의미한다.

따라서 "n이 클수록 분포 폭이 넓어진다"는 설명은 실제와 반대이다.

공기비는 실제공기량을 이론공기량으로 나눈 값이다.

CH₄ 0.5Sm³ 연소에 필요한 이론산소량은 $0.5 \times 2 = 1.0\,\mathrm{Sm^3}$, C₃H₈ 0.5Sm³에 필요한 이론산소량은 $0.5 \times 5 = 2.5\,\mathrm{Sm^3}$이다.

이론산소량 합 $3.5\,\mathrm{Sm^3}$, 이론공기량 $A_o = \dfrac{3.5}{0.21} \approx 16.67\,\mathrm{Sm^3}$

공기비 $m = \dfrac{20}{16.67} \approx 1.20$

송풍기 소요동력은 처리가스량, 압력손실, 송풍기 효율, 여유율을 이용해 구한다.

$P(\mathrm{kW}) = \dfrac{Q \times \Delta P}{102 \times \eta} \times \alpha$

처리가스량 $Q = \dfrac{36500}{3600} \approx 10.14\,\mathrm{m^3/s}$를 대입하면

$P = \dfrac{10.14 \times 240}{102 \times 0.7} \times 1.2 \approx 40.9\,\mathrm{kW}$

원통형 전기집진장치의 집진율도 Deutsch-Anderson식 $\eta = 1-e^{-\frac{wA}{Q}}$으로 구한다.

처리가스량 $Q = v \times \pi r^2 = 1 \times \pi \times 0.1^2 \approx 0.0314\,\mathrm{m^3/s}$

집진극 면적(원통 내벽) $A = \pi D L = \pi \times 0.2 \times 1 \approx 0.628\,\mathrm{m^2}$

$\eta = 1-e^{-\frac{0.3 \times 0.628}{0.0314}} = 1-e^{-6.0} \approx 0.9975$, 즉 약 99.75%이다.

정답 근거는 처리가스량이 많고 고효율이 필요할 때는 관형이 아니라 평판형 집진극이 주로 사용된다는 점이다.

관형 집진극은 구조상 처리용량이 작은 경우에 적합하며, 대용량 처리에는 여러 판을 나란히 배치할 수 있는 평판형이 유리하다.

집진극의 형상이 평판형·관형으로 나뉘는 점, 방전극과 비슷하게 탄소함량이 많은 스테인리스강·합금이 사용되는 점, 강한 전계를 얻으려면 집진극면이 깨끗해야 한다는 점은 실제 특성과 일치한다.

정답 근거는 기-액 각 상의 본체(bulk)에서는 농도기울기가 거의 없고, 오히려 경막(film) 내에서 농도기울기가 크게 나타난다는 점이다.

이는 Lewis-Whitman의 이중경막설에서, 두 상의 본체는 잘 혼합되어 균일한 농도를 유지하는 반면 물질전달에 대한 저항은 경계면 부근의 얇은 경막에 집중된다고 보기 때문이다.

이중경막설의 정의, 농도차·분압차가 확산의 추진력이라는 점, 평형상태에서는 물질이동이 정지한다는 점은 모두 흡수이론의 실제 내용과 일치한다.

후드의 압력손실은 압력손실계수 F와 속도압을 곱하여 구하며, F는 유입계수로부터 구한다.

$F = \dfrac{1}{C_e^{\,2}} - 1 = \dfrac{1}{0.87^2} - 1 \approx 0.321$

압력손실 $\Delta P = F \times VP = 0.321 \times 16 \approx 5.1\,\mathrm{mmH_2O}$

따라서 후드의 압력손실은 약 5mmH₂O이다.

정답 근거는 배출가스 재순환법이 연소조절을 통한 대표적인 질소산화물 저감법이라는 점이다.

배출가스 일부를 연소실로 재순환시키면 화염온도가 낮아지고 산소농도가 희석되어 열적 NOx 생성이 억제된다.

이온화연소법·고산소연소법·고온연소법은 오히려 연소온도나 산소농도를 높이는 방식이어서 NOx 생성을 억제하기보다 촉진하는 쪽에 가깝다.

정답 근거는 고온가스를 냉각할 때는 산노점(dew point) 이하가 아니라 그 이상으로 유지해야 여과재의 눈막힘과 부식을 막을 수 있다는 점이다.

가스온도가 산노점 이하로 내려가면 황산 증기 등이 응축되어 여과재 표면에 응축수가 생기고, 먼지와 뒤엉켜 눈막힘·부식을 일으킨다.

여과재 형상이 원통형 위주로 사용된다는 점, 여과재의 내열성이 약해 가스온도 250℃를 넘지 않게 한다는 점, 유리섬유의 최고사용온도가 약 250℃이며 내산성이 양호하다는 점은 실제 특성과 일치한다.

연료 1Sm³당 이론산소량은 가연성분의 산소요구량 합에서 연료 자체에 포함된 산소를 뺀 값으로 구한다.

$O_o = 0.5\,\mathrm{H_2} + 0.5\,\mathrm{CO} + 2\,\mathrm{CH_4} - \mathrm{O_2}$

$= 0.5(0.09)+0.5(0.24)+2(0.02)-0.03 = 0.175\,\mathrm{Sm^3}$

이론공기량 $A_o = \dfrac{0.175}{0.21} \approx 0.833\,\mathrm{Sm^3}$, 50% 과잉공기를 적용하면 $A = 1.5 \times 0.833 \approx 1.25\,\mathrm{Sm^3}$

정답 근거는 사이클론은 저효율 집진장치 중에서도 고집진율을 얻으려면 상당한 설계 기술이 필요하다는 점이다.

따라서 "고집진율을 얻기 위한 전문적 기술이 요구되지 않는다"는 설명은 실제와 거리가 멀다.

구조가 간단하고 취급이 쉬운 편이라는 점, blow down으로 집진효율을 높일 수 있다는 점, 고농도 함진가스 처리에 유리하다는 점은 사이클론의 실제 특성과 일치한다.

충전탑의 액가스비는 통상 2~3 L/m³ 범위가 적당한 것으로 본다.

이는 벤투리 스크러버(약 0.3~1.5 L/m³)보다 다소 높은 수준으로, 충전물 표면을 충분히 적셔 기-액 접촉면적과 흡수효율을 확보하기 위함이다.

액가스비가 지나치게 낮으면 충전층이 고르게 젖지 않아 편류가 생기고, 지나치게 높으면 압력손실과 순환동력이 커진다.

SO₂ 발생량은 중유 중 황성분이 SO₂로 전환되는 비율을 이용해 구한다.

시간당 중유량 $1000\,\mathrm{L} \times 0.95\,\mathrm{kg/L} = 950\,\mathrm{kg/h}$, 황성분 $950 \times 0.03 = 28.5\,\mathrm{kg/h}$

이 중 90%가 SO₂로 전환되므로 황량 $28.5 \times 0.9 = 25.65\,\mathrm{kg/h}$

황 원자량 32이므로 부피는 $\dfrac{25.65}{32} \times 22.4 \approx 18\,\mathrm{Sm^3/h}$

관내 유속은 유량을 관의 단면적으로 나누어 구한다.

관 반지름 $r = 0.1016\,\mathrm{m}$, 단면적 $A = \pi r^2 \approx 0.0324\,\mathrm{m^2}$

유속 $v = \dfrac{35}{0.0324} \approx 1080\,\mathrm{m/min}$

집진되는 먼지량은 총 배출먼지량에 집진효율을 곱하여 구한다.

24시간 배출가스량 $10000 \times 24 = 240000\,\mathrm{Sm^3}$, 총 먼지량 $240000 \times 0.5\,\mathrm{g/Sm^3} = 120000\,\mathrm{g} = 120\,\mathrm{kg}$

집진효율 50%를 적용하면 집진되는 먼지량은 $120 \times 0.5 = 60\,\mathrm{kg}$이다.

대기환경보전법령상 사업장은 연간 대기오염물질발생량의 합계를 기준으로 1종부터 5종까지 분류되며, 3종 사업장은 10톤 이상 20톤 미만에 해당한다.

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

이는 문제가 출제된 당시 시행령 기준이므로, 실제 적용 시에는 현행 법령을 확인해야 한다.

이산화질소의 대기환경기준은 연간 평균치 0.03ppm 이하, 24시간 평균치 0.06ppm 이하, 1시간 평균치 0.10ppm 이하이다.

측정 시간이 짧아질수록 허용되는 값이 커지는 연간 < 24시간 < 1시간의 순서가 모든 항목에 공통으로 적용되므로, 세 값의 대소가 뒤집힌 조합은 우선 제외할 수 있다.

비교 대상인 아황산가스(SO₂)는 연간 0.02ppm·24시간 0.05ppm·1시간 0.15ppm 이하여서 숫자가 서로 섞여 출제되기 쉽다. 두 물질의 값을 짝지어 외워 두는 편이 안전하며, 기준 수치는 개정될 수 있으므로 출제 당시 기준으로 이해하면 된다.

대기환경보전법령상 선박의 디젤기관에서 배출되는 대기오염물질 중 대통령령으로 정하는 물질은 질소산화물이다.

선박 디젤기관은 육상 배출시설과 별도로 관리되며, 출제 당시 법령에서는 그 규제 대상 오염물질을 질소산화물로 정하고 있었다.

황산화물·일산화탄소·염화수소는 이 조항이 정한 대상 물질에 해당하지 않는다.

대기환경보전법령상 배출허용기준을 초과하여 개선명령을 받은 사업자는, 연장신청 등 특별한 사유가 없는 한 개선계획서를 15일 이내에 시·도지사에게 제출해야 한다.

이는 문제가 출제된 당시의 법령 기준이며, 실제 적용 시에는 현행 법령의 개정 여부를 확인해야 한다.

대기환경보전법령상 일일유량은 측정유량에 일일 조업시간을 곱하여 산정하며, 이때 측정유량의 단위는 m³/h이다.

즉 굴뚝에서 시간당 배출되는 가스량(m³/h)에 그날의 조업시간(h)을 곱해 하루 단위 유량(m³/일)을 얻고, 이를 일일기준초과배출량 산정에 사용한다.

환경정책기본법상 "환경"이란 자연환경과 생활환경을 말한다고 정의되어 있으며, "인간환경, 생물환경"이라는 용어는 이 법의 정의에 해당하지 않는다.

환경용량, 자연환경, 환경훼손에 대한 나머지 정의는 법에서 규정한 내용과 일치한다.

정답 근거는 분쇄시설은 습식·이동식을 오히려 제외하도록 규정되어 있다는 점이다.

분쇄시설이 배출시설로 관리되는 이유는 건식 분쇄 과정에서 입자상물질이 날리기 때문이므로, 물로 젖은 상태로 처리하는 습식 분쇄시설과 이동식 설비는 규정에서 제외된다.

따라서 "습식 및 이동식 포함"이라고 한 설명은 규정과 반대이다. 폐수·폐기물소각시설, 도장시설, 고체입자상물질 포장시설에 관한 나머지 설명은 출제 당시 배출시설기준과 일치한다.

대기환경보전법규상 굴뚝 자동측정기기의 측정결과를 관제센터로 전송하지 아니한 경우의 행정처분은 1차 경고 → 2차 조치명령 → 3차 조업정지 10일 → 4차 조업정지 30일 순으로 가중된다.

측정자료 미전송은 배출허용기준 초과 자체와 달리 운영·관리상의 의무 위반이므로, 1차에서 곧바로 조업정지를 부과하지 않고 경고와 조치명령으로 시정 기회를 준 뒤 반복될 때 조업정지로 단계적으로 강화하는 구조이다.

1차부터 조업정지나 허가취소가 나오는 나머지 보기는 이러한 단계적 가중 구조와 맞지 않는다.

정밀검사 유효기간은 자동차의 용도(사업용·비사업용)와 차종에 따라 다르게 정해진다. 사업용 자동차는 비사업용보다 운행거리가 길어 배출가스 상태가 빨리 나빠지므로 검사 주기가 더 짧다.

차령 2년이 지난 사업용 기타자동차(승용을 제외한 승합·화물·특수자동차)의 정밀검사 유효기간은 1년이다.

유효기간이 2년으로 늘어나는 것은 비사업용 승용자동차에 해당하는 조건이며, 3년·5년 주기는 정밀검사 유효기간으로 규정되어 있지 않다.

악취검사기관에 대한 행정처분은 위반의 경중과 반복 횟수에 따라 경고 → 업무정지 → 지정취소 순으로 가중되는 구조를 가진다.

검사시설 및 장비가 부족하거나 고장난 상태로 7일 이상 방치한 경우는 시설·장비 관리의무 위반에 해당하여, 1차 위반 시에는 가장 가벼운 처분인 경고가 부과된다.

업무정지나 지정취소는 같은 위반이 반복되거나 검사 결과의 신뢰성을 직접 훼손한 중대한 위반에 적용되는 처분이다.

대기환경보전법 시행규칙의 고체연료 사용시설 설치기준에서 석탄사용시설의 굴뚝높이는 100m 이상을 기본 원칙으로 하되, 유효굴뚝높이가 440m 이상인 경우에는 60m 이상 100m 미만으로 완화할 수 있다. 유효굴뚝높이는 굴뚝상부 안지름, 배출가스 온도 및 속도 등을 종합적으로 고려하여 산정되는 기준으로, 이 높이가 충분히 높으면 물리적 굴뚝높이를 낮춰도 대기 확산 효율이 유지될 수 있기 때문이다.

실내공기질 유지기준에서 폼알데하이드(HCHO)는 지하역사·지하도상가·대규모점포 등 일반 다중이용시설에 대해 100μg/m³ 이하로 정해져 있다.

지하도상가도 이 시설군에 포함되므로 폼알데하이드 유지기준은 100μg/m³ 이하이며, 400·500·1,000μg/m³ 같은 값은 폼알데하이드 유지기준으로 적용되지 않는다.

자동차연료 제조기준 중 휘발유의 증류성상 항목에서 90% 유출온도는 170℃ 이하로 규정된다.

90% 유출온도가 높다는 것은 잘 기화되지 않는 무거운 성분이 많이 섞여 있다는 뜻이어서 불완전연소와 탄화수소(HC) 배출이 늘어나므로, 기준값을 낮게 잡아 관리한다.

따라서 185℃·190℃·200℃처럼 더 높은 값은 제조기준으로 허용되지 않는다.

자동차연료 검사기관의 기술능력 기준은 검사원 4명 이상, 그 중 2명 이상은 해당 검사 업무에 5년 이상 종사한 경험이 있는 사람이어야 한다는 것이다.

기술능력 요건은 ‘총원 → 그중 경력자 수 → 요구 경력 연수’의 세 단계로 규정된다. 이 문항에서는 총원 4명, 경력자 2명, 경력 5년이 한 묶음이며, 검사원 전원이 기사 이상 자격을 갖춰야 한다는 자격 요건이 앞에 붙는다.

연료 검사는 성분·품질 판정이 곧바로 배출가스 규제와 직결되므로 경력 요건이 길게 잡혀 있다. 법규 수치는 개정될 수 있으니 출제 당시 기준으로 정리해 두는 것이 좋다.

악취방지법상 배출허용기준을 초과하여 배출허용기준 이하로 내려가도록 내려진 조치명령을 이행하지 아니한 자에게는 200만원 이하의 과태료가 부과된다.

조치명령 불이행은 배출시설 운영자의 의무 위반 중에서도 무겁게 다루어지는 사유여서, 50만원·100만원 수준의 낮은 과태료가 아니라 200만원 이하 구간이 적용된다.

PM-10 대기오염 경보 중 주의보는 해당 지역 대기자동측정소의 PM-10 시간당 평균농도가 150μg/m³ 이상인 상태가 2시간 이상 지속될 때 발령된다.

이보다 낮은 100μg/m³·75μg/m³ 농도 기준이나 지속시간 1시간 조건은 주의보 발령 요건에 미치지 못한다.

지방자치단체의 장이 설치·운영하는 악취배출시설에 대한 기술진단은 5년마다 실시하여야 한다.

기술진단은 하수처리시설·분뇨처리시설·폐기물처리시설처럼 지자체가 직접 운영하는 시설의 악취 발생 실태와 방지시설의 성능을 주기적으로 점검해 개선 대책을 마련하도록 한 제도다. 상시 규제가 아니라 주기적 진단이므로 1~3년보다 긴 주기가 설정되어 있다.

‘악취 기술진단 = 5년 주기’로 기억하되, 법정 주기는 개정될 수 있으므로 출제 당시 기준임을 함께 새겨 두면 된다.

부과금은 천재지변 등으로 사업자의 재산에 중대한 손실이 생겨 납부기한 내에 납부하기 어렵다고 인정되면 징수유예와 분할납부가 허용되는데, 기본부과금과 초과부과금의 기준이 서로 다르다.

초과부과금은 유예한 날의 다음 날부터 2년 이내의 범위에서 징수를 유예할 수 있고, 그 기간 중 분할납부 횟수는 12회 이내로 한다.

1년 이내·4회 이내는 기본부과금에 적용되는 기준이므로, 초과부과금에 그대로 대입하면 안 된다.

장례식장의 실내공기질 유지기준에서 일산화탄소(CO)는 10ppm 이하이므로, 25ppm 이하로 제시한 항목이 기준과 다르다.

25ppm은 차량 배기가스가 직접 유입되는 실내주차장에 적용되는 완화된 값으로, 장례식장에는 적용되지 않는다.

PM-10 150μg/m³ 이하, 이산화탄소 1,000ppm 이하, 폼알데하이드 100μg/m³ 이하는 모두 유지기준과 일치하는 서술이다.

초과부과금은 오염물질별로 킬로그램당 부과금액이 다르게 정해져 있는데, 제시된 물질 중에서는 불소화합물의 단가가 가장 낮다.

염화수소·시안화수소·황화수소는 독성이 강해 킬로그램당 수천 원대의 높은 단가가 매겨져 있는 반면, 불소화합물은 이들보다 뚜렷하게 낮은 단가가 적용된다.