불화수소(HF)에 대한 저항성이 가장 큰 식물은 목화이다.

불화수소는 식물 잎끝이나 가장자리를 고사시키는 대표적 대기오염 지표가스로, 글라디올러스·옥수수·메밀·살구 등은 매우 민감하게 반응하는 대표적 지표식물이다.

반면 목화·담배·감자 등은 불화수소에 대한 내성이 강한 식물로 분류되며, 보기 중에서는 목화가 가장 높은 저항성을 보인다.

표준상태(0℃, 1기압)에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이다. ppm(부피비)을 질량농도로 환산하려면 다음 공식을 적용한다: $\text{mg/m}^3 = \text{ppm} \times \frac{M}{22.4} \times 1000$ (단위 환산: L를 m³로, mg를 g로 맞추기 위함). 주어진 농도 448ppm을 대입하면 $448 \times \frac{M}{22.4} \times 1000 = 448 \times \frac{M \times 1000}{22.4} = \frac{448000M}{22.4} = 20000M$이다. 그런데 통상적인 환산에서는 $\text{mg/m}^3 = \text{ppm} \times \frac{M \times 1000}{22.4}$인데, 448을 22.4로 나누면 $448 \div 22.4 = 20$이므로 결과는 $20M \text{ mg/m}^3$이다.

LA형(로스앤젤레스형) 스모그는 침강성 역전 상태에서 주로 발생한다는 점이 런던형과 구분되는 특징이다.

런던형은 방사성 역전 조건에서 SO2·매연·황산미스트가 주가 되어 새벽·아침에 환원반응으로 발생하는 반면, LA형은 자동차 배출가스가 자외선과 반응하는 산화(광화학)반응으로 낮 시간대에 발생한다.

• SO2·smoke·H2SO4 미스트를 주오염물질로 드는 것은 런던형에 대한 설명이다.
• 공장·가정난방을 주오염원으로 드는 것도 런던형의 특징이다.
• 아침·저녁에 환원반응으로 발생한다는 서술 역시 런던형에 해당한다.

지표부근 건조대기의 부피농도는 이산화탄소가 네온보다 크고, 네온이 일산화탄소보다 크다.

건조공기 조성비는 질소·산소·아르곤 다음으로 이산화탄소(약 0.04%, 수백 ppm 수준)가 있고, 그보다 훨씬 적은 미량기체로 네온(약 18ppm)이 있으며, 일산화탄소는 통상 0.1ppm 안팎으로 네온보다도 낮다.

따라서 부피농도 크기 순서는 $\mathrm{CO_2} > \mathrm{Ne} > \mathrm{CO}$이다.

지구대기 오존총량을 표준상태 두께로 환산할 때 1 Dobson Unit은 0.01mm에 해당하므로, 100 Dobson은 0.1cm이다.

Dobson 단위는 오존층 전체를 0℃, 1기압으로 압축했을 때의 두께를 나타내는 척도로, 1 DU = 0.01mm(=10μm)로 정의된다.

따라서 100 DU = 100 × 0.01mm = 1mm = 0.1cm로 환산된다.

주어진 조건을 시정거리 식에 대입하면 30km가 된다.

시정거리(가시거리)는 $L_v(\mathrm{km}) = \dfrac{A \times 10^3}{G}$로 구하며, 여기서 $A$는 상대습도 조건에 따른 상수, $G$는 분진농도($\mu\mathrm{g/m^3}$)이다.

분진농도 $0.04\,\mathrm{mg/m^3} = 40\,\mu\mathrm{g/m^3}$이므로, $L_v = \dfrac{1.2 \times 10^3}{40} = 30\,\mathrm{km}$이다.

대기 중 금속의 부식속도는 일반적으로 철 > 아연 > 구리 > 알루미늄 순으로 빠르다.

철은 대기 중 수분·황산화물과 쉽게 반응해 부식이 빠르게 진행되는 반면, 알루미늄은 표면에 치밀한 산화피막이 형성되어 내부식성이 가장 우수한 편이다.

아연과 구리는 그 중간 정도의 부식 저항성을 보이며, 아연이 구리보다 반응성이 커서 더 빠르게 부식된다.

흑체의 최대 복사에너지 파장과 표면온도의 관계를 나타내는 법칙은 비인(Wien)의 변위법칙이다.

비인의 변위법칙은 $\lambda_m = \mathrm{a}\,/\,\mathrm{T}$ (a는 비인의 상수, T는 절대온도)로 표현되며, 흑체 표면온도가 높을수록 최대 에너지가 복사되는 파장이 짧아짐을 나타낸다.

스테판-볼츠만 법칙은 복사에너지의 총량과 온도의 4제곱 관계를 다루는 법칙이고, 플랑크 법칙은 파장별 복사에너지 분포 전체를 기술하는 법칙이라는 점에서 이 문제의 관계식과 다르다.

대류권의 높이는 실제로 여름철에 높고 겨울철에 낮으며, 저위도(적도) 지방이 고위도 지방보다 높다 — 문제의 서술은 이를 반대로 표현하고 있어 옳지 않다.

대류권은 태양복사에 의한 지표 가열이 활발할수록 대류가 활발해져 높이가 상승하므로, 기온이 높은 여름철과 저위도 지역에서 더 높게 나타난다.

• 수직온도 분포에 따른 대류권·성층권·중간권·열권 구분은 옳은 설명이다.
• 대류권 기상요소가 수평보다 연직방향으로 크게 변한다는 서술도 옳다.
• 대류권 하부 1~2km를 대기경계층으로 보는 서술도 옳다.

CFC-11(Chloro Fluoro Carbon-11)의 화학식은 $\mathrm{CCl_3F}$이다.

CFC 명명 규칙은 번호에 90을 더한 세 자리 수의 백의 자리가 탄소수, 십의 자리가 수소수, 일의 자리가 불소수를 나타내고, 남은 결합자리는 모두 염소가 채우는 방식이다. CFC-11은 11+90=101이므로 탄소 1개·수소 0개·불소 1개이고 나머지 세 자리에 염소가 붙어 트리클로로플루오로메탄(CCl3F)이 된다.

나머지 화학식들은 각각 CFC-12(CCl2F2), CFC-113(CCl2FCClF2), 메틸클로로포름(CH3CCl3) 등 다른 프레온·용제 물질에 해당한다.

주어진 조건들을 종합하면 복사역전(Radiative inversion)이 정답이다. 복사역전은 맑은 날씨에 지표면이 야간 복사냉각으로 인해 빠르게 식으면서 지면 근처에 찬 공기층이 형성되는 현상으로, 문제의 "날씨가 좋고, 습도가 적을 때 자정 이후 아침까지 발생"이라는 조건과 정확히 일치한다. 낮이 되면 일사로 인한 지면 가열로 지표면 역전층이 파괴되어 소멸하는 특징도 일치한다. 침강역전(Subsidence inversion)은 상층 공기의 침강 압축으로 형성되어 지속성이 강하고, Lofting과 Coning은 대기 안정도 분류 용어로 역전의 형태가 아니다.

대기가 매우 불안정하고 풍속이 강할 때 굴뚝에서 나타나는 연기 형태는 환상형(looping)이다.

환상형은 상하 방향의 강한 난류혼합으로 연기가 고리 모양으로 굽이치며 확산되는 형태로, 저기압·고기압 조건과 관계없이 대기 불안정도가 클 때 발생한다.

굴뚝이 낮은 경우 이 강한 혼합으로 인해 오염물질이 굴뚝 인근 풍하측 지표면에 국지적으로 고농도로 도달할 수 있다는 특징이 있다.

분산모델은 지형과 오염원의 조업조건에 큰 영향을 받는다는 점에서, "영향을 받지 않는다"는 서술은 옳지 않다.

분산모델은 배출원의 배출조건과 주변 지형·기상 자료를 입력값으로 사용해 확산 결과를 계산하므로, 이러한 조건이 달라지면 결과도 달라진다.

• 미래 대기질 예측이 가능하다는 서술은 분산모델의 실제 장점이다.
• 2차 오염원 확인이 가능하다는 서술도 분산모델의 특징으로 옳다.
• 새로운 오염원이 생길 때마다 재평가가 필요하다는 서술 역시 옳은 설명이다.

오존(O3)에 의한 대표적 피해는 고무의 노화(균열)이다.

오존은 강한 산화력으로 고무 제품 표면의 이중결합을 공격해 균열(크랙)을 일으키는 것으로 잘 알려져 있으며, 이는 오존 오염을 판별하는 지표로도 활용된다.

석회석 손상이나 금속 부식, 유리 제품 부식은 주로 산성가스(SO2, 황산미스트 등)에 의한 피해에 해당한다.

오존파괴지수가 0.6이고 대류권 잔류기간이 약 500년으로 제시된 물질은 CFC-115이다.

ODP는 CFC-11을 1로 놓고 비교한 값이다. 분자에 브로민을 가진 할론은 오존 파괴력이 훨씬 커서 Halon-1301은 약 10, Halon-1211은 약 3에 이르고, 사염화탄소도 1을 넘는다.

제시된 값은 1보다 작은 0.6이므로 브로민이 없는 염화불화탄소(CFC) 계열이라야 하며, 냉각용 냉매와 거품 안정제로 쓰이면서 수백 년의 긴 대류권 잔류기간을 갖는다는 설명이 이에 들어맞는다.

주어진 조건에서 온위는 288.8K로 계산된다.

온위는 $\theta = T \left( \dfrac{1000}{P} \right)^{0.286}$으로 구하며, 여기서 T는 절대온도(K), P는 기압(mb)이다.

절대온도로 환산하면 $T = 11.6 + 273 = 284.6\,\mathrm{K}$이고, $\theta = 284.6 \times \left( \dfrac{1000}{950} \right)^{0.286} \approx 288.8\,\mathrm{K}$이다.

제시된 네 물질의 오존파괴지수(ODP)는 $\mathrm{C_2HF_4Cl} < \mathrm{C_2F_3Cl_3} < \mathrm{CCl_4} < \mathrm{CF_2BrCl}$ 순으로 커진다.

수소를 포함한 HCFC 계열(C2HF4Cl)은 대류권에서 비교적 빨리 분해되어 성층권 오존층까지 도달하는 비율이 낮아 ODP가 가장 작다.

반대로 브로민(Br)을 포함한 할론 계열(CF2BrCl)은 브로민의 오존 파괴력이 염소보다 훨씬 강해 ODP가 가장 크며, CFC-113(C2F3Cl3)과 사염화탄소(CCl4)는 그 사이에 위치한다.

PPN(Peroxy propionyl nitrate)의 화학식은 $\mathrm{C_2H_5COOONO_2}$이다.

PAN 계열은 탄소사슬 길이에 따라 구분되는데, PAN(과산화아세틸질산염)은 아세틸기를 가진 $\mathrm{CH_3COOONO_2}$이고, PPN은 여기서 탄소가 하나 늘어난 프로피오닐 구조($\mathrm{C_2H_5CO-}$)를 가진 화합물이다.

광화학 스모그의 대표적인 2차 오염물질로, 강한 산화력을 가지며 눈·호흡기를 자극한다.

이 조건에서 1,000m당 COH 값은 약 3.7로 계산된다.

먼저 여과지의 광학밀도(투과율 40%)를 구하면 $\mathrm{OD} = \log_{10}\left(\dfrac{100}{40}\right) \approx 0.398$이고, COH는 관례적으로 광학밀도 0.01을 1 COH 단위로 정의하므로 $\mathrm{COH} = 0.398 \times 100 \approx 39.8$이다.

여과된 공기의 이동거리는 $0.5\,\mathrm{m/s} \times 6 \times 3600\,\mathrm{s} = 10{,}800\,\mathrm{m}$이므로, 이를 1,000m 기준으로 환산하면 $39.8 \, / \, (10{,}800/1000) \approx 3.7$이다.

2차 오염물질은 대기 중에서 1차 오염물질이 화학반응을 거쳐 생성되는 물질이다. NO₂는 NO가 산화되어 생성되고, H₂O₂는 SO₂ 산화 과정에서 생성되며, NOCl은 NO와 Cl₂의 반응으로 생성되는 2차 오염물질이다. 반면 CO₂는 연소의 최종 산화 생성물로 대기 중 화학반응을 거쳐 생성되는 것이 아니며, 온난화 가스이지 오염물질로 분류되지 않으므로 2차 오염물질에 해당하지 않는다.

4-아미노안티피린 용액과 헥사사이아노철(Ⅲ)산포타슘 용액을 순서대로 가해 얻은 적색액의 흡광도를 측정하는 방법은 페놀류 분석법이다.

페놀류는 알칼리성 조건에서 4-아미노안티피린과 반응하고, 여기에 헥사사이아노철(Ⅲ)산포타슘을 산화제로 가하면 적색의 안티피린계 색소가 생성된다. 이 정색액의 흡광도를 측정하는 자외선가시선분광법으로 정량한다.

흡광도 눈금 보정용 표준용액은 110℃에서 3시간 이상 건조한 중크롬산칼륨(1급 이상)을 N/20 수산화포타슘(KOH) 용액에 녹여, K2Cr2O7 농도가 0.0303g/L가 되도록 제조한다.

이 다이크롬산포타슘 표준용액은 자외선가시선분광법에서 광전분광광도계나 흡광광도계의 눈금(흡광도) 정확도를 확인·보정하는 기준물질로 사용된다.

건조온도·시간, 용매(KOH 몰농도), 목표농도가 모두 정해진 규격에 맞아야 하며, 다른 온도·용매·농도 조합은 표준 제조법과 일치하지 않는다.

자기력 분석계의 "덤벨"은 자기화율이 작은 석영 등의 재질로 만들어 봉(막대)의 양 끝에 부착한 구(球)형 부분을 가리킨다.

덤벨형 산소측정기는 산소의 상자성(常磁性)을 이용해, 비자성 재질로 만든 두 개의 구를 봉 양 끝에 매단 덤벨을 불균일 자기장 속에 둔 뒤 산소 농도에 따라 회전하려는 힘(편위)을 되돌려주는 원리로 작동한다.

편위를 되돌리기 위해 전류로 자기를 발생시키는 부분이나 시료가 흐르는 유통실, 가열된 금속선으로 유속을 검출하는 부분은 덤벨 자체가 아니라 측정계의 다른 구성요소에 해당한다.

반경 1.8m인 원형 굴뚝은 직경이 3.6m이므로, 반자동식 측정법의 측정점수는 12개이다.

반자동식 측정법에서 원형 굴뚝은 직경에 따라 반경구분수를 정하고, 측정점수는 반경구분수의 4배가 된다. 직경 1m 이하는 반경구분수 1(측정점수 4), 1m 초과 2m 이하는 2(8), 2m 초과 4m 이하는 3(12), 4m 초과 4.5m 이하는 4(16), 4.5m 초과는 5(20)이다.

직경 3.6m는 2m 초과 4m 이하 구간에 들어가 반경구분수가 3이므로, 측정점수는 3 × 4 = 12개가 된다.

자동기록식 광전분광광도계의 파장 교정에는 홀뮴유리의 흡수스펙트럼을 이용한다.

홀뮴산화물(홀뮴유리) 필터는 특정 파장대에서 날카롭고 재현성 있는 흡수 피크를 나타내므로, 분광광도계의 파장 눈금이 정확한지 점검·보정하는 표준물질로 널리 쓰인다.

다이크롬산포타슘 용액의 흡광도는 흡광도(농도) 눈금 보정에, 간섭필터나 커트필터는 다른 광학적 점검 목적에 사용되는 것과 구분된다.

빛의 흡수율이 85%일 때 투과율은 15%이므로, 흡광도는 약 0.82이다.

흡광도는 $A = -\log_{10} T$로 정의되며, 투과율 $T = 0.15$를 대입하면 $A = -\log_{10}(0.15) \approx 0.82$이다.

이온크로마토그래피의 서프렛서는 전해질을 저전도도의 용매로 바꿔주는 장치인데, 문제의 서술처럼 "고전도도"의 용매로 바꾼다고 한 것은 옳지 않다.

서프렛서는 용리액 성분의 전기전도도를 낮춰 배경 신호(노이즈)를 줄임으로써, 목적이온 성분의 전기전도도만을 고감도로 검출할 수 있게 해주는 장치이다.

• 용리액조에 폴리에틸렌·경질유리제를 쓴다는 서술은 옳다.
• 분리관 소재로 스테인리스가 쓰이되 금속이온 분리에는 부적합하다는 서술도 옳다.
• 검출기로 전도도 검출기가 주로 쓰이고 UV·VIS, 전기화학적 검출기도 쓰인다는 서술 역시 옳다.

굴뚝 배출가스 중 불소화합물을 자외선가시선분광법으로 정량할 때는 란탄과 알리자린콤플렉손 용액을 가해 발색시킨다.

불소이온이 란탄-알리자린콤플렉손 착화합물과 반응해 특유의 청색 계열 정색을 나타내며, 이 발색의 흡광도를 측정해 불소화합물 농도를 정량한다.

설파닐아마이드·나프틸에틸렌다이아민은 질소산화물(아질산이온) 분석에, 페놀디설폰산은 질산성 질소 분석에, 싸이오시안산제이수은 용액은 염화물 분석에 각각 쓰이는 시약으로 불소화합물 분석과는 다르다.

주어진 조건에서 동압은 약 10mmH2O로 계산된다.

피토관 유속식 $V = C\sqrt{\dfrac{2\,\Delta P}{\rho}}$를 동압 $\Delta P$에 대해 정리하면 $\Delta P = \dfrac{\rho V^2}{2C^2}$이다.

$\rho = 1.2\,\mathrm{kg/m^3}$, $V = 12.8\,\mathrm{m/s}$, $C=1.0$을 대입하면 $\Delta P \approx 98.3\,\mathrm{Pa}$이고, 이를 $1\,\mathrm{mmH_2O} \approx 9.8\,\mathrm{Pa}$로 환산하면 약 10mmH2O가 된다.

환경대기 중 아황산가스 농도의 주 시험방법은 자외선형광법이다.

자외선형광법(pulse U.V. fluorescence method)은 SO2가 자외선을 흡수해 여기(들뜬) 상태가 된 뒤 특정 파장의 형광을 방출하는 성질을 이용해 농도를 연속 측정하는 방법으로, 환경대기 상시측정망의 표준 방법으로 채택되어 있다.

흡광차분광법·용액전도율법 등은 보조적이거나 다른 목적의 측정법에 해당한다.

이온크로마토그래피에서 검출한계는 잡음신호의 2배에 해당하는 목적성분의 농도로 정의한다.

즉 신호 대 잡음비(S/N)가 2가 되는 시점의 농도를 그 분석방법의 검출한계로 규정하며, 이는 기기가 잡음과 구별해 신뢰성 있게 검출할 수 있는 최소 농도 수준을 의미한다.

질소산화물(NOx)의 분석방법은 아연환원나프틸에틸렌다이아민법이 맞으나, 이때 흡수액은 수산화나트륨용액(0.4W/V%)을 사용해야 한다. 표에 제시된 수산화소듐용액(0.4W/V%) 표기 자체는 수산화나트륨과 동일 물질이지만, 질소산화물 분석의 표준 흡수액은 별도로 규정되어 있어 해당 연결이 옳지 않은 것으로 처리된다. 부루화합물은 적정법과 수산화소듐용액(0.4W/V%), 염화수소는 싸이오시안산제이수은법과 싸이오시안산제이수은법용 흡수액(0.1N), 시안화수소는 질산은 적정법과 수산화소듐용액(2W/V%)의 연결이 옳다.

시안화수소(시안화합물)를 자외선가시선분광법으로 측정할 때는 피리딘피라졸론법을 적용하여 발색시킨 후 흡광도를 측정한다.

나머지 시약은 모두 다른 성분의 발색시약이다. 아르세나조Ⅲ는 황산화물, 나프틸에틸렌디아민은 질소산화물(아질산이온), 아세틸아세톤은 폼알데하이드 분석에 쓰이므로 시안화수소 분석과는 관계가 없다.

가스상물질 시료채취시 연결관은 되도록 짧게 하고 접속 부분의 면적은 되도록 작게 하여 시료가 손실되거나 변질되는 것을 막아야 하므로, 연결관을 길게 하고 접속부 면적을 크게 한다는 설명은 옳지 않다.

나머지 항목들은 실제 가스상물질 시료채취 원칙과 일치한다.

• 불소수지 연결관은 녹는점이 260℃이므로 250℃ 이상에서는 사용하지 않는다.
• 여러 측정기를 동시에 사용할 때는 각 측정기 앞에서 연결관을 병렬로 연결한다.
• 보온재로 암면·유리섬유 등을 쓰고 전기가열이나 수증기가열로 가열한다.

흡광차분광법(DOAS)은 자외선~가시광선 영역의 연속 스펙트럼을 시료층에 통과시켜 물질별 흡수 차이를 보는 방법이므로, 발광부 광원으로는 넓은 파장 범위의 연속광을 내는 제논램프가 사용된다.

중공음극램프는 원자흡광분석에서 특정 원소의 선스펙트럼을 얻기 위한 광원이고, 텅스텐램프는 가시광 영역, 자외선램프(중수소램프 등)는 자외선 영역에 국한되어 DOAS가 요구하는 넓은 연속광원 조건에 맞지 않는다.

굴뚝 배출가스 중 일산화탄소는 비분산형 적외선분석법, 정전위전해법, 기체크로마토그래피로 측정하며, 이온전극법은 불소나 시안 등 이온성 물질을 정량하는 방법이라 CO 측정과는 거리가 멀다.

저용량 공기시료채취기의 흡입펌프는 맥동(pulsation)이 없이 고르게 작동해야 시료채취 유량이 일정하게 유지되므로, 맥동이 있으면서 고르게 작동한다는 설명은 옳지 않다.

이 외에 운반이 용이하고 유량이 크며 진공도가 높은 것은 실제 흡입펌프에 요구되는 조건이다.

비산먼지 측정의 보정계수 중 풍향보정계수는 주풍향이 변한 정도에 따라 커진다. 전 시료채취기간 중 주풍향이 90° 이상 변할 때 1.5, 45°~90° 변할 때 1.2이며, 변동이 없을 때(45° 미만)는 1.0이다. 따라서 변동이 없을 때 1.5라는 설명은 옳지 않다.

나머지는 실제 측정방법과 일치한다.

• 시료채취장소는 발생원 부지경계선상에서 풍향을 고려해 농도가 가장 높을 것으로 예상되는 지점 3개소 이상을 선정한다.
• 풍속이 0.5m/s 미만 또는 10m/s 이상인 시간이 전 채취시간의 50% 이상이면 풍속보정계수는 1.2이다.
• 대조위치를 선정할 수 없으면 대조위치의 먼지농도를 0.15mg/m³로 본다.

흡광도는 입사광 세기에 대한 투사광 세기의 비(투과율)의 역수에 상용로그를 취한 값으로 정의된다.

문제에서 $t = I_t/I_o$로 정의했으므로 흡광도는 $A = \log \dfrac{1}{t}$, 즉 log(1/t)이다.

SO₂, HCl 등 산성가스를 포함한 200℃ 정도의 고온 배출가스를 처리할 때는 내열성과 내산성을 갖춘 유리섬유(glass fiber) 여재가 적합하다. 유리섬유는 사용 가능 온도가 250~300℃ 수준으로 이 조건을 견딘다.

목면·나일론·양모는 천연·합성섬유 여재로 내열온도가 100℃ 안팎에 머물러 고온 산성가스 조건에는 사용할 수 없다.

배출가스 중 산소농도로부터 공기비를 구하는 문제이다. 완전연소 후 배출가스의 산소농도는 O₂% = 21(λ-1)/(λ+79/21) 관계식을 만족한다. 여기서 λ는 공기비이고, 공기 중 산소 농도는 21%, 질소 농도는 79%이다. 주어진 O₂% = 6.2%를 대입하면: 6.2 = 21(λ-1)/(λ+3.76) → 6.2(λ+3.76) = 21(λ-1) → 6.2λ + 23.312 = 21λ - 21 → 44.312 = 14.8λ → λ = 44.312/14.8 ≈ 1.42이다. 따라서 공기비는 1.42이다.

전기집진기에서 배출가스 온도가 노점 이하로 떨어지면 수분이 응축되어 장치가 부식되므로, 부식 방지를 위해서는 노점온도보다 높게 유지해야 한다. 노점온도 이하로 유지한다는 설명은 옳지 않다.

겉보기고유저항이 낮은 분진에 NH₃를 주입해 저항을 높이는 것, 비저항이 10⁵~10¹⁰Ω·cm 범위일 때 대전과 탈진이 정상적으로 이루어지는 것, 수분 함유량 증가로 고비저항 분진의 비저항을 낮추는 것은 모두 실제 집진율 향상 원리와 일치한다.

가열된 석탄이나 코크스에 공기와 수증기를 함께 불어넣어 부분산화로 얻고, 질소를 많이 품는 기체연료는 발생로가스이다.

공기를 쓰기 때문에 공기 중 질소가 그대로 섞여 들어가 발열량이 낮아지며, 가연성분이 CO 25~30%, 수소 10~15%와 약간의 메탄이라는 조성이 이 연료의 전형적인 값이다.

다른 기체연료와는 제조 방식이 다르다.

• 수성가스는 적열된 코크스에 수증기만 통과시켜 만들므로 수소가 약 50%, CO가 약 40%로 가연성분이 훨씬 높고 질소는 거의 없다.
• 도시가스는 배관으로 공급하기 위해 가공한 연료이고, 합성천연가스는 메탄이 주성분이 되도록 합성한 것이어서 '공기공급 때문에 질소를 다량 함유한다'는 설명과 맞지 않는다.

로진(Rosin)식에 따른 액체연료의 이론공기량은 저위발열량을 이용해 $A_o = 0.85 \times \dfrac{H_l}{1000} + 2 \ (\mathrm{Sm^3/kg})$ 로 구한다.

$H_l = 11{,}000\ \mathrm{kcal/kg}$을 대입하면 $A_o = 0.85 \times 11 + 2 = 11.35\ \mathrm{Sm^3/kg}$로, 약 11.4가 된다.

흡수제는 빙점은 낮고 비점은 높아야 넓은 온도범위에서 액체 상태를 유지하며 안정적으로 사용할 수 있으므로, 빙점이 높고 비점이 낮아야 한다는 설명은 옳지 않다.

휘발성이 적어 손실이 적고, 용해도가 커서 적은 양으로도 오염물을 잘 제거하며, 점도가 낮아 범람을 줄이는 것은 실제 흡수제의 바람직한 조건이다.

백금계 촉매를 이용해 CO를 CO₂로 산화시키는 반응에서 촉매 표면에 흡착·반응해 활성을 잃게 만드는 촉매독은 납(Pb), 아연(Zn), 황(S) 등 중금속·황 성분이다.

질소산화물(NOx)은 백금계 산화촉매를 피독시키는 전형적인 촉매독이 아니라 오히려 함께 처리 대상이 되는 오염물질이므로 촉매수명 단축 원인과는 거리가 멀다.

중유 사용량에 비중을 곱해 질량유량을 구하면 $1{,}400\ \mathrm{L/h} \times 0.9\ \mathrm{kg/L} = 1{,}260\ \mathrm{kg/h}$이다.

황성분 질량은 $1{,}260 \times 0.016 = 20.16\ \mathrm{kg/h}$이며, 황(S, 원자량 32)이 전량 SO₂(1:1 몰비)로 전환되므로 $\dfrac{20.16}{32} \times 22.4 = 14.1\ \mathrm{Sm^3/h}$가 된다.

따라서 시간당 황산화물 발생량은 약 14Sm³/h이다.

벤츄리 스크러버의 액가스비는 먼지 입경이 작고 친수성이 아닐수록(습윤이 어려울수록) 커진다. 미세하고 젖기 어려운 먼지를 포집하려면 더 많은 세정액이 필요하기 때문이며, 이를 작아진다고 설명한 것은 옳지 않다.

가압수식 중 집진율이 매우 높아 널리 쓰이는 점, 먼지와 가스를 동시에 제거하고 점착성 먼지 제거에 유리하지만 압력손실이 큰 점, 먼지부하·가스유동 변화에 민감하고 다량의 세정액이 필요한 점은 벤츄리 스크러버의 실제 특성과 일치한다.

시안화수소는 실제로 물에 잘 녹는 기체이므로, 물에 거의 녹지 않아 촉매연소법으로 처리한다는 설명은 전제부터 옳지 않다. 실제로는 물이나 알칼리 용액을 이용한 흡수법으로 처리한다.

이황화탄소를 암모니아 주입으로 처리하는 것, 브롬을 가성소다 수용액과 반응시켜 처리하는 것, 수은을 온도차에 따른 포화증기압(포화량) 차이를 이용해 제거하는 것은 실제로 쓰이는 유해가스 처리방법이다.

후드의 압력손실은 유입계수를 이용해 $\Delta P = \left(\dfrac{1}{C_e^{2}} - 1\right) \times VP$로 구한다.

유입계수 0.75와 속도압 25mmH₂O를 대입하면 $\Delta P = \left(\dfrac{1}{0.75^{2}} - 1\right) \times 25 = 0.778 \times 25 = 19.4\ \mathrm{mmH_2O}$이다.

따라서 후드의 압력손실은 약 19.4mmH₂O이다.

층류영역에서 집진율이 100%가 되려면 가스가 집진극을 통과하는 체류시간이 입자가 집진극까지 이동하는 시간 이상이어야 하므로 $\dfrac{L}{v} = \dfrac{d}{w}$, 즉 $L = \dfrac{v \times d}{w}$가 성립한다.

가스유속 3m/s, 극간거리 4.5cm(0.045m), 입자 이동속도 5cm/s(0.05m/s)를 대입하면 $L = \dfrac{3 \times 0.045}{0.05} = 2.7\ \mathrm{m}$이다.

따라서 집진극의 길이는 2.7m이다.

분해나 산화가 잘 되는 탄화수소일수록 연소 중에 그을음(매연)으로 남기 전에 산화·분해되어 없어지므로 매연 발생량은 오히려 적다. 이를 발생량이 많다고 설명한 것은 옳지 않다.

C/H비가 클수록, 탄소결합 절단보다 탈수소가 쉬운 쪽일수록, 탈수소·중합·고리화 반응이 일어나기 쉬운 탄화수소일수록 매연이 잘 생기는 것은 실제 경향과 일치한다.

연료의 원소조성으로부터 이론산소량은 $O_o = 1.867C + 5.6H + 0.7S$(Sm³/kg)로 구하고, 이론공기량은 $A_o = O_o / 0.21$이다.

탄소 0.78, 수소 0.21, 황 0.01을 대입하면 $O_o = 1.867\times0.78 + 5.6\times0.21 + 0.7\times0.01 = 2.64\ \mathrm{Sm^3/kg}$이고, $A_o = 2.64 / 0.21 = 12.57\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.

연료 1.5kg에 대해서는 $12.57 \times 1.5 = 18.9\ \mathrm{Sm^3}$이므로 이론공기량은 약 18.9Sm³이다.

후드에 플랜지를 부착하면 후드 뒤쪽으로부터의 무효 흡입공기가 줄어들어, 동일한 오염물질을 포집하는 데 필요한 송풍량이 오히려 감소한다. 이를 송풍량이 증가한다고 설명한 것은 옳지 않다.

플랜지를 달면 포착속도가 커지고 후드 뒤쪽 공기 흡입이 방지되며 동일 포집효과에서 압력손실은 감소하는 것은 실제 플랜지 효과와 일치한다.

석탄의 탄화도는 석탄화 작용이 진행된 정도로 이탄 < 갈탄 < 역청탄 < 무연탄 순으로 커지므로, 탄화도가 가장 작은 것은 이탄이다.

탄화도가 커질수록 고정탄소와 발열량은 증가하고 휘발분·수분은 감소한다.

삼메틸아민(트리메틸아민)은 생선 비린내와 유사한 강한 악취를 지니고 있어 극히 낮은 농도에서도 냄새를 감지할 수 있는, 즉 최소감지농도가 가장 낮은 질소화합물이다.

피리딘, 아닐린, 암모니아는 삼메틸아민보다 냄새를 감지하는 데 상대적으로 더 높은 농도가 필요하다.

헨리상수가 크다는 것은 그만큼 물에 대한 용해도가 낮다(난용성)는 의미이다.

HF와 HCl은 물에 극히 잘 녹아 용해도가 매우 크고 SO₂도 용해도가 큰 편이지만, 황화수소(H₂S)는 이들보다 물에 훨씬 덜 녹아 헨리상수가 가장 크다.

레이놀즈수 정의식 $Re = \dfrac{v \, d}{\nu}$를 풍속에 대해 정리하면 $v = \dfrac{Re \times \nu}{d}$이다.

레이놀즈수 21,667, 동점성계수 $1.5\times10^{-5}\ \mathrm{m^2/sec}$, 관지름 0.05m를 대입하면 $v = \dfrac{21{,}667 \times 1.5\times10^{-5}}{0.05} = 6.5\ \mathrm{m/sec}$이다.

따라서 관로의 풍속은 6.5m/sec이다.

0차반응에서는 반응속도가 농도에 무관하게 일정하므로 $[A]_0 - [A] = kt$가 성립하고, 반감기는 $t_{1/2} = \dfrac{[A]_0}{2k}$로 표현된다.

반감기 40분으로부터 $\dfrac{[A]_0}{k} = 80$(분)을 얻는다.

90%가 반응했다는 것은 $0.9[A]_0 = kt_{90}$을 의미하므로 $t_{90} = 0.9 \times 80 = 72$분이다.

따라서 반응물의 90%가 반응하는 데 걸리는 시간은 72분이다.

도시대기측정망은 특별시장·광역시장·도지사(시·도지사)가 설치·운영하는 측정망으로, 수도권대기환경청장·국립환경과학원장 또는 한국환경공단이 설치하는 측정망 종류에는 해당하지 않는다.

유해대기물질측정망, 산성강하물측정망, 지구대기측정망은 국가 차원에서 국립환경과학원장 등이 설치·운영하는 측정망에 해당한다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

오존 경보단계는 단계가 올라갈수록 자제 요청 → 제한 요청·권고 → 금지·명령으로 강제성이 높아진다.

사업장의 연료사용량 감축을 권고하는 것은 '경보' 단계의 조치이며, 주민의 실외활동 금지요청·자동차의 통행금지·사업장의 조업시간 단축명령처럼 강제성을 띠는 조치가 중대경보 단계에 해당한다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

정답 근거를 역순으로 검토하면, 2번이 옳지 않다. 대기환경보전법 운행차 배출허용기준 일반기준에서 휘발유사용 자동차의 정의는 휘발유 및 액화석유가스(LPG)를 혼용하는 자동차를 포함하며, 경유사용 자동차는 경유와 바이오디젤을 혼용하는 자동차를 포함한다. 2번 보기에서 언급한 "휘발유와 가스(천연가스 제외)" 및 "경유와 알코올(천연가스 제외)"의 조합은 법규상 정의되지 않는다.
1번은 과급기나 중간냉각기 부착 경유차의 매연 기준에 5% 가산이 맞고, 3번은 희박연소 방식의 경우 공기과잉률 기준 미적용이 맞으며, 4번도 알코올만 사용하는 자동차는 탄화수소 기준 미적용이 모두 현행 기준과 일치한다.

대기환경보전법령상 선박의 디젤기관에서 배출되는 대기오염물질 중 대통령령으로 정하는 물질은 질소산화물이며, 국제협약(MARPOL)에 따른 선박 엔진의 질소산화물 배출허용기준과 연계되어 규제된다.

황산화물, 일산화탄소, 염화수소는 이 조항에서 대통령령으로 정하는 대상물질에 해당하지 않는다. 다만 이는 출제 당시(2017년) 법령 기준이다.

대기환경보전법상 배출부과금을 부과할 때 고려하도록 정한 사항은 배출허용기준 초과 여부, 배출되는 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 배출 기간, 대기오염물질의 배출량, 자가측정을 하였는지 여부 등이다.

오염물질의 '종류'는 고려사항이지만 오염물질 자체의 유해 여부는 명시되어 있지 않으므로 거리가 먼 항목이다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

전기투석은 이온교환막을 이용해 수용액 중 이온을 분리하는 수처리(수질) 기술로, 대기오염물질을 처리하는 방지시설에는 해당하지 않는다.

미생물을 이용한 처리시설, 응축에 의한 시설, 흡착에 의한 시설은 모두 대기오염방지시설로 분류된다.

대기오염도검사기관은 국립환경과학원, 시·도 보건환경연구원, 유역환경청·지방환경청·수도권대기환경청, 한국환경공단 등 공공 검사·관리 기관으로 정해져 있다.

환경보전협회는 이러한 대기오염도검사기관에 해당하지 않는다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

대기환경보전법령상 환경기술인은 신규교육을 받은 날을 기준으로 3년마다 1회 보수교육을 받아야 한다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

대기환경보전법령상 기후·생태계 변화유발물질은 지구온난화 등으로 생태계 변화를 가져올 수 있는 기체상물질로, 온실가스(이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황)와 염화불화탄소·수소염화불화탄소 등이 포함된다.

따라서 수소염화불화탄소, 수소불화탄소, 육불화황은 모두 이에 해당하지만 사불화수소는 이 목록에 없는 물질이다. 다만 이는 출제 당시 법령 기준이다.

신축 공동주택 실내공기질 권고기준에서 자일렌은 700μg/m³ 이하로 정해져 있다.

같은 권고기준표에서 360μg/m³ 이하는 에틸벤젠, 300μg/m³ 이하는 스티렌, 210μg/m³ 이하는 폼알데하이드에 해당하는 수치이므로 자일렌 기준과는 다르다.

대기환경보전법상 온실가스의 정의는 자외선이 아니라 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중 가스상태 물질을 말하므로, 자외선 복사열을 언급한 설명은 옳지 않다.

검댕(연소 시 생기는 유리탄소가 응결하여 지름 1미크론 이상이 된 입자상물질), 휘발성유기화합물, 저공해엔진에 대한 나머지 정의는 법령상 용어정의와 일치한다.

대기환경보전법령상 초과부과금 부과대상 오염물질은 황산화물, 먼지, 암모니아, 황화수소, 이황화탄소, 불소화합물, 염화수소, 염소, 시안화수소 등으로 정해져 있고, 일산화탄소는 포함되지 않는다.

오존 경보 단계는 대기자동측정소의 오존 농도가 0.3ppm 이상일 때 발령한다.

오존의 경보단계는 농도가 높아지는 순서로 주의보·경보·중대경보로 나뉘며, 기준 농도는 각각 0.12ppm, 0.3ppm, 0.5ppm 이상이다. 어느 단계든 기상조건 등을 함께 고려해 발령한다.

따라서 가장 낮은 단계인 주의보 기준 0.12ppm이나 가장 높은 단계인 중대경보 기준 0.5ppm과 혼동하지 않아야 하며, 0.15ppm은 어느 단계의 기준도 아니다. 출제 당시 기준이다.

환경정책기본법령상 미세먼지(PM-10)의 대기환경기준은 연간평균치 기준으로 50μg/m³ 이하이다.

참고로 24시간 평균치 기준은 100μg/m³ 이하이다.

대기환경보전법규상 자동차연료 중 휘발유의 납(Pb) 함량 제조기준은 0.013g/L 이하이다. (출제 당시 기준)

대기환경보전법규상 위임업무 보고사항 중 첨가제의 제조기준 적합여부 검사현황은 보고횟수가 연 2회로 정해져 있다. (출제 당시 기준)

같은 항목의 보고기일은 매 반기 종료 후 15일 이내이다.

대기환경보전법규상 위임업무 보고사항 중 “수입자동차 배출가스 인증 및 검사현황”은 보고횟수가 연 4회이고, 보고기일은 매분기 종료 후 15일 이내로 정해져 있다. (출제 당시 기준)

대기환경보전법령상 사업장은 연간 대기오염물질발생량 합계를 기준으로 종별이 나뉘며, 20톤 이상 80톤 미만인 경우는 2종 사업장에 해당한다. (출제 당시 기준)

1종은 80톤 이상, 3종은 10톤 이상 20톤 미만, 4종은 2톤 이상 10톤 미만으로 구간이 이어진다.

환경정책기본법령상 이산화질소(NO₂)의 대기환경기준은 1시간 평균치 기준으로 0.10ppm 이하이다.

참고로 24시간 평균치는 0.06ppm 이하, 연간 평균치는 0.03ppm 이하이다.