대체연료 자동차에 관한 설명 중 전기자동차의 1회 충전당 주행거리가 휘발유 자동차의 10배 정도라는 설명은 옳지 않다.

배터리의 에너지밀도는 액체연료에 비해 크게 낮아 전기자동차의 1회 충전당 주행거리는 휘발유 자동차의 1회 주유당 주행거리보다 오히려 짧은 것이 일반적이며, 10배에 이른다는 설명은 실제와 반대이다.

• 메탄올은 발열량이 휘발유의 절반 정도이므로 연료탱크 크기를 2배로 하면 항속거리를 휘발유 자동차와 비슷하게 맞출 수 있다는 설명은 타당하다.
• 메탄올은 윤활기능이 휘발유보다 매우 약해 금속·플라스틱 재료를 침식시킨다는 설명도 타당하다.
• 수소는 밀도가 낮아 단위에너지당 연료 무게가 작고 연소 시 가스상 오염물질 배출이 매우 적다는 설명도 수소자동차의 일반적 특성과 일치한다.

㉠은 낮다, ㉡은 낮다, ㉢은 300~400이 들어간다.

다이옥신은 염소가 치환된 방향족 화합물로 물에 거의 녹지 않고(수용성 낮음) 지용성이 커서 생물체 지방조직에 축적된다. 또 상온에서 증기압이 매우 낮아 대부분 입자상 물질에 흡착된 상태로 존재하며, 그래서 집진설비 관리가 배출 저감의 핵심이 된다.

소각로에서 850℃ 이상 고온으로 완전분해되더라도 배출가스가 냉각되는 과정에서 300~400℃ 구간을 지나면 전구물질과 염소·촉매금속이 반응해 다이옥신이 다시 만들어진다(재합성). 따라서 이 온도대를 빠르게 통과시키는 급랭(quenching)이 재생성 억제 대책으로 쓰인다.

제시된 식은 흑체가 파장 λ와 λ+Δλ 사이에서 내놓는 에너지량을 파장과 절대온도의 함수로 나타낸 플랑크의 법칙 표현이다.

식 $E_{\lambda}=C_{1}\lambda^{-5}\left[\exp\left(C_{2}/\lambda T\right)-1\right]^{-1}$ 에서 T는 흑체의 온도, C₁·C₂는 상수이며, 파장별 복사에너지의 분포를 λ^-5와 지수함수 항으로 기술하는 것이 이 법칙의 특징이다.

• 스테판-볼츠만의 법칙은 파장별 분포가 아니라 전 파장에 걸친 총 복사에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 법칙이다.
• 비인의 변위법칙은 복사에너지가 최대가 되는 파장과 절대온도의 곱이 일정하다는 법칙으로, 최대파장 하나만을 다룬다.
• 웨버-훼이너의 법칙은 자극의 세기와 감각량의 관계를 다루는 법칙(악취 감각 등)으로 복사 현상과는 무관하다.

가스상 대기오염물질 중 식물, 특히 어린 잎의 끝이나 가장자리를 태우는 등 피해가 가장 큰 물질은 플루오르화수소(HF)이다.

플루오르화수소는 극히 낮은 농도에서도 잎끝과 가장자리에 괴사를 일으키는 대표적인 식물 피해 오염물질로, 잎에 흡수된 뒤 가장자리로 이동·축적되어 그 부위부터 조직이 죽는 특징을 보인다.

오존은 잎 표면에 반점상 피해를, 아황산가스는 잎맥 사이의 백화 피해를 주로 일으키며, 어린 잎의 끝·가장자리 피해가 두드러지는 것은 플루오르화수소이다.

0°C, 1기압에서 염소농도 0.75 ppm은 약 2,377 ㎍/m³에 해당한다.

표준상태에서 ppm을 질량농도로 환산하는 식은 $C(\mathrm{mg/m^3}) = ppm \times \dfrac{M}{22.4}$이며, 염소(Cl₂)의 분자량은 $M=71$이다.

값을 대입하면 $0.75\times\dfrac{71}{22.4}=2.377\ \mathrm{mg/m^3}$이므로, ㎍/m³ 단위로는 2,377이 된다.

다운워시(down wash) 현상을 없애려면 굴뚝의 수직 배출속도를 굴뚝 높이에서의 풍속보다 2배 이상 크게 되도록 토출속도를 높여야 한다는 설명이 옳다.

배출속도가 풍속에 비해 느리면 연기가 굴뚝 바로 뒤쪽에 생기는 저압부로 빨려 들어가 지표면 쪽으로 끌려 내려오므로, 충분히 빠른 토출속도로 이를 방지한다.

• 배출속도가 풍속보다 클 때 다운드래프트가 일어난다는 설명은 방향이 반대이며, 실제로는 풍속이 배출속도보다 클 때 연기가 눌려 내려온다.
• 주변 건물에 의한 하강기류를 피하려면 굴뚝높이를 주변 건물 높이의 약 2.5배 이상으로 잡아야 하며, 1.5배는 부족하다.
• 유효굴뚝높이는 굴뚝높이에 연기의 수직상승높이(연기상승고)를 더한 값이며, 뺀 값이 아니다.

북반구에서 저기압의 경도풍은 반시계 방향으로 회전하며 상승기류를 동반하므로, 시계 방향으로 회전하면서 침강한다는 설명은 옳지 않다.

북반구에서는 전향력의 영향으로 저기압은 반시계 방향으로 불어 들어오며 중심부에서 상승기류가, 고기압은 시계 방향으로 불어 나가며 중심부에서 하강기류가 나타나는 것이 경도풍의 일반적인 특성이다.

최대 지표농도를 절반으로 줄이려면 굴뚝의 유효고도를 현재보다 약 17m 더 높여야 한다.

가우시안 확산식에서 최대 지표농도는 유효고도의 제곱에 반비례하므로, $C_{max}\propto \dfrac{1}{H_e^2}$의 관계가 성립한다.

농도를 절반으로 낮추려면 $H_e^2$을 2배로 해야 하므로 새로운 유효고도는 $40\times\sqrt{2}=56.6\ \mathrm{m}$이며, 증가시켜야 할 높이는 $56.6-40=16.6\approx 17\ \mathrm{m}$이다.

실제 런던스모그는 화석연료 연소로 생긴 아황산가스·매연이 주원인인 환원형 스모그로, 안개와 결합해 습도가 높은 조건(대체로 85% 이상)에서 발생했다.

습도 70% 이하·산화반응이라는 서술은 사실과 반대이며, 산화반응에 의한 광화학 스모그는 로스앤젤레스형 스모그의 특징이다.

로스앤젤레스 스모그가 침강성 역전과 관련된다는 설명, 침강성 역전이 고기압권 하강기류로 주야 구분 없이 발생한다는 설명, 방사성 역전이 야간·새벽 지표 냉각으로 생긴다는 설명은 모두 타당하다.

대기 중 일산화탄소의 평균 체류시간은 발생량과 평균농도로 추정하면 대략 1~3개월 수준으로 알려져 있으며, 5~10년에 이른다는 설명은 사실과 다르다.

CO는 물에 잘 녹지 않는 난용성 기체라 강우에 의한 세정 효과가 거의 없고, 북반구 기원 배출이 많아 위도 50도 부근에서 농도가 높게 나타나는 경향이 있다.

토양 중 박테리아의 산화작용으로 CO가 CO₂로 전환되는 것도 대기 중 CO 제거의 주요 경로로 알려져 있다.

과산화수소(H₂O₂)는 대기 중 광화학 반응 과정에서 생성되는 대표적인 2차 오염물질이다.

• 이산화규소는 연소·비산 등으로 직접 배출되는 입자상 물질이다.
• 방향족 탄화수소는 연료나 용제에서 그대로 배출되는 1차 오염물질이다.
• 이산화탄소는 연소 과정에서 직접 배출되는 1차 오염물질이다.

실제로는 도시 중심지역이 인공열 발생과 포장면 축열 등으로 인해 도시 외곽(교외)지역보다 고온의 공기층을 형성하는 것이 열섬현상이며, 제시된 설명은 도심과 외곽의 관계가 뒤바뀌어 있다.

도시와 교외의 풍속·대기안정도 차이, 열섬 규모의 시공간적 다양성, 인공열·거칠기 변화·증발잠열 차이라는 발생 원인, 도시지역 풍속 감소와 응결핵 증가에 따른 운량·강우량 증가 경향은 모두 열섬현상에 대한 타당한 설명이다.

염화나트륨은 온실가스나 오존층파괴물질과 무관한 일반 무기염으로, 기후·생태계 변화유발물질에 해당하지 않는다.

육불화황과 메탄은 지구온난화지수가 큰 대표적 온실가스이고, 수소염화불화탄소는 오존층파괴물질이자 온실가스로 관리 대상에 포함된다.

CFC-12는 탄소 1개에 불소 2개와 염소 2개가 결합한 구조로, 화학식은 $\mathrm{CF_2Cl_2}$이다.

CHFCl₂는 수소를 포함한 HCFC-21, CF₃Br은 브롬을 포함한 할론 계열, CF₃Cl은 CFC-13에 해당하여 CFC-12와는 다른 화합물이다.

메틸수은 중독의 특징적 임상상이 사지 감각이상, 구음장애, 청력장애, 구심성 시야협착, 소뇌성 운동실조로 나타나며, 이를 Hunter-Russell 증후군이라 부른다.

납, 크롬, 카드뮴 중독은 각각 빈혈·신경계 증상, 폐암·피부궤양, 이타이이타이병(신장·골격계 장애) 등 서로 다른 특징적 증상을 보여 이 증후군과는 구분된다.

배출허용기준이 20ppm으로 강화되고 그 70%를 유지 목표로 하므로, 목표 농도는 $20 \times 0.7 = 14\ \mathrm{ppm}$이다.

현재 배출농도 30 mg/m³을 표준상태 기준으로 ppm으로 환산하면 $30 \times \dfrac{22.4}{17} \approx 39.5\ \mathrm{ppm}$이다 (NH₃ 분자량 17).

따라서 방지시설로 저감해야 할 농도는 $39.5 - 14 \approx 25.5\ \mathrm{ppm}$이다.

섬유의 인장강도를 크게 떨어뜨리고, 미세한 액적이 나일론에 침적해 강도를 약화시키며, 셀룰로우즈 섬유·면·레이온에 피해를 주는 물질은 황산화물이다.

대기 중 SO₂가 산화되어 생긴 황산 미스트(액적)가 섬유 표면에 침적하면 셀룰로오스 사슬을 가수분해시켜 인장강도가 급격히 저하된다. 액적 형태로 작용한다는 서술이 결정적 단서이다.

• 오존은 고무의 균열·노화와 식물 잎의 반점 피해가 대표적이다.
• 이산화질소는 섬유의 강도 저하보다 염료를 퇴색·변색시키는 피해가 특징이다.
• 라돈은 방사성 기체로 인체 폐 영향이 문제되며 섬유 재질 피해와는 관계가 없다.

경도풍은 기압경도력, 원심력, 전향력 세 힘이 균형을 이루며 등고선을 따라 부는 바람으로, 마찰이 없는 상층 대기의 흐름을 가정한다.

마찰력은 지표면 부근의 지상풍에서 고려되는 힘으로, 경도풍의 힘의 평형에는 포함되지 않는다.

주어진 식에 밀도, 입자 반지름, 분산면적비, 먼지농도를 대입하면 가시거리를 구할 수 있다.

직경이 0.3μm이므로 반지름은 $r = 0.15\ \mu\mathrm{m}$이고, $\mathrm{V} = \dfrac{5.2 \times 1.25 \times 0.15}{4 \times 0.4}$이다.

계산하면 $\mathrm{V} = \dfrac{0.975}{1.6} \approx 0.609\ \mathrm{km} = 609\ \mathrm{m}$가 된다.

대류권 공기 성분 중 이산화질소(NO₂)는 배출원·기상조건에 따라 농도가 크게 변동하는 쉽게 농도가 변하는 물질에 해당한다.

네온과 아르곤은 불활성 기체로 농도가 거의 일정하게 유지되는 안정된 성분이고, 이산화탄소는 계절·지역에 따라 서서히 변화하지만 급격히 변하지는 않는 성분으로 분류된다.

하이볼륨에어샘플러법의 풍향·풍속 측정 기준에서 연속기록 장치가 없을 경우 측정 간격과 횟수가 핵심이다. 정답 3번은 "적어도 1시간 간격으로 3회 이상"이라고 하고 있으나, 실제 비산먼지 측정 기준은 30분 간격으로 최소 4회 이상 측정하도록 규정하고 있다. 1번은 풍속 0.5m/s 미만 또는 10m/s 이상 시간이 전체의 50% 미만일 때 보정계수 1.0을 적용하는 것이 맞고, 2번은 주 풍향 변화가 45°~90°일 때 보정계수 1.2를 적용하는 것이 맞으며, 4번은 부지경계선상에 발생원의 최고 농도 예상 지점 3개소 이상을 선정하는 것도 올바른 설명이다.

배출가스 시료채취 채취부에 쓰는 수은 마노미터는 대기와의 압력차가 100mmHg 이상인 것을 사용하도록 규정되어 있어, 50mmHg 이상이라고 한 서술은 규정값과 다르다.

나머지는 채취부 구성에 관한 타당한 설명이다.

• 가스건조탑은 유리제를 쓰고 건조제로 입자상 실리카겔·염화칼슘 등을 사용한다.
• 흡입펌프는 배기능력 0.5~5L/분인 밀폐형을 사용한다.
• 가스미터는 일회전 1L의 습식 또는 건식으로, 온도계와 압력계가 부착된 것을 사용한다.

셀룰로스 섬유제 여과지를 사용해 채취한 시료는 회분화가 쉬워 저온 회화법으로 전처리하는 것이 적합하다.

유리섬유 여과지처럼 산에 의해 쉽게 분해되지 않는 재질에는 마이크로파 산분해법이나 질산-과산화수소수법 등 산분해 계열의 전처리가 주로 적용된다.

황산(H₂SO₄) 0.02M 용액은 2가산이므로 노르말 농도로 환산하면 $0.02 \times 2 = 0.04\ \mathrm{N}$이다.

중화에 필요한 당량수는 $0.04\ \mathrm{N} \times 30\ \mathrm{mL} = 1.2\ \mathrm{meq}$이며, 이는 수산화나트륨의 당량수와 같아야 한다.

0.1N NaOH의 부피를 V라 하면 $0.1 \times V = 1.2$에서 $V = 12\ \mathrm{mL}$이다.

회전섹터(chopper)는 적외선 광원에서 나오는 연속광을 일정 주기로 단속하여 검출기가 처리할 수 있는 맥동광(펄스광)으로 바꾸는 역할을 하는 장치이다.

간섭 성분가스의 흡수파장역 적외선을 흡수·제거하는 기능은 광학필터(간섭필터)의 역할이며, 회전섹터의 기능으로 설명하는 것은 옳지 않다.

광원으로 니크롬선·탄화규소 저항체를 가열해 사용하는 점, 광학필터에 가스필터와 고체필터가 있는 점, 비교셀에 아르곤 등 불활성 기체를 봉입하는 점은 비분산 정필터형 적외선 가스분석계의 타당한 구성 설명이다.

환경대기 중 휘발성유기화합물 시험을 위한 흡착관은 사용 전 열탈착기로 안정화(conditioning)하는데, 일반적으로 350°C에서 헬륨가스를 약 50mL/min으로 흘리며 2시간 이상 처리한다.

이때 사용하는 운반가스는 산화 반응을 일으키지 않는 불활성 기체인 헬륨이 적합하며, 질소를 사용한다는 서술은 표준 조건과 다르다.

원형 굴뚝의 측정점수는 단면의 직경 구간에 따라 공정시험기준의 표에서 정해진다.

반경이 1.3m이면 직경은 $2 \times 1.3 = 2.6\ \mathrm{m}$로, 직경 2m 초과 4m 이하 구간에 해당하여 측정점수는 12개가 적용된다.

굴뚝 배출가스 중 비소화합물은 시료를 수소화비소(AsH₃) 등으로 전환한 뒤 흡광도를 측정하는 원자흡수분광광도법(원자흡광광도법)으로 분석하는 것이 표준적인 방법이다.

가스크로마토그래프법, 비분산 적외선 분석법, 이온전극법은 각각 휘발성 유기물, 특정 가스상 물질, 이온성 물질 분석에 쓰이는 방법으로 비소화합물 분석에는 적용되지 않는다.

벤조(a)피렌의 형광분광광도법에서는 여기광 파장을 470 nm로 설정하고 540 nm에서의 형광강도를 측정한다.

표준물질과 시료를 진한 황산에 녹여 무형광셀에 넣는 이유는 황산 용액에서 벤조(a)피렌이 강한 형광을 내기 때문이며, 셀 자체가 형광을 내면 측정값이 부풀려지므로 무형광셀을 쓴다.

형광법은 여기 파장과 측정 파장을 함께 지정해야 선택성이 확보되므로, 여기 470 nm - 형광 540 nm를 한 쌍으로 묶어 기억하는 것이 좋다. (출제 당시 대기오염공정시험기준)

납-디티존 착염은 시간이 지나면 분해되기 쉬우므로, 흡광도는 20°C 이하의 빛이 차단된 곳에서 되도록 짧은 시간 안에 측정해야 한다는 설명이 옳다.

나머지는 표준 방법의 내용과 어긋난다.

• 납-디티존 착염의 추출용매는 사염화탄소가 아니라 클로로포름이다.
• 흡광도 측정파장은 450nm가 아니라 520nm이다.
• 시안화칼륨 용액으로 세정을 반복해도 색이 남는 것은 비소가 아니라 비스무트가 다량 함유되어 있기 때문이다.

야콥스-호흐하이저법에서는 수산화칼륨 용액에 흡수된 대기 중 이산화질소가 아질산이온으로 변환된 뒤, 발색시약과 반응시켜 생성된 붉은색 아조 색소의 흡광도를 약 540nm 부근에서 측정한다.

740nm에서 측정한다는 서술은 실제 측정파장과 맞지 않아 가장 거리가 먼 설명에 해당한다.

포집시료가 약 6주간 안정하다는 점, 방해물질인 아황산가스를 과산화수소로 산화시켜 제거한다는 점, 일정 농도에서의 흡광도 값은 이 방법의 표준적인 특성으로 타당하다.

피토우관에 의한 유속은 $\mathrm{V} = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}}$ 로 구한다 (h = 동압(mmH₂O), γ = 가스의 단위체적당 무게).

주어진 값을 대입하면 $\mathrm{V} = 1.5 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 6}{1.3}}$이다.

$\dfrac{117.6}{1.3} \approx 90.5$이므로 $\mathrm{V} \approx 1.5 \times 9.51 \approx 14.3\ \mathrm{m/sec}$이다.

굴뚝 배출가스 중 포름알데히드는 크로모트로핀산법으로 발색시켜 흡광도를 측정하는 것이 표준 분석방법이다.

페놀디술폰산법은 질소산화물류, 오르토톨리딘법은 잔류염소 계열 측정에 쓰이며, 중화법은 산·알칼리 성분의 적정에 쓰이는 방법으로 포름알데히드 분석과는 구분된다.

4-아미노안티피린 용액과 페리시안산칼륨 용액을 가해 생성되는 적색 발색물의 흡광도를 측정하는 방법은 페놀화합물 분석에 쓰이는 표준적인 정량법이다.

포름알데히드, 클로로포름, 벤젠은 각각 다른 발색시약이나 분석법(크로모트로핀산법, 가스크로마토그래프법 등)으로 정량한다.

기체-고체 크로마토그래프법에서 흡착제·담체의 입경은 분리관 내경에 따라 규정되며, 내경 4mm인 분리관에는 177~250μm 범위의 입경을 사용하는 것이 표준이다.

내경이 더 작은 분리관에는 이보다 고운 입경을, 내경이 더 큰 분리관에는 이보다 굵은 입경을 사용해 충전 밀도와 압력손실을 적정하게 유지한다.

써프렛서는 관형과 이온교환막형이 있으며, 관형은 음이온 분석 시 스티롤계 강산형 수지를 충진한 것을 사용한다.

써프렛서는 용리액 자체의 전기전도도를 낮춰 목적 이온의 검출 감도를 높이는 장치다. 음이온을 분석할 때는 용리액 속 양이온을 H⁺로 치환해야 하므로 강산형(H형) 양이온교환수지가 충진된다.

반대로 양이온을 분석할 때는 용리액의 음이온을 OH^-로 치환하기 위해 스티롤계 강염기형 수지를 충진한 것을 사용한다. 문장 뒷부분에 강염기형이 이미 나와 있으므로 앞 괄호는 그와 짝을 이루는 강산형이 된다.

하나의 도관으로 여러 대의 측정기를 사용할 경우에는 각 측정기 앞에서 도관을 병렬로 연결하여 각 기기가 서로 다른 유량 영향을 받지 않도록 해야 하며, 직렬로 연결한다는 서술은 표준 방법과 어긋난다.

도관의 안지름을 4~25mm로 하는 점, 길이를 짧게 하고 부득이할 때도 76m를 넘지 않도록 하는 점, 굽은 관을 쓸 때 응축수가 흘러나오도록 5° 이상 경사지게 하는 점은 도관 설치에 관한 타당한 규정이다.

카본블랙은 입자 구조가 매우 성글고 부피가 커서 겉보기비중이 매우 작은 반면 진비중은 상대적으로 높아, 진비중과 겉보기비중의 비가 여러 먼지 종류 중 가장 크게 나타난다.

미분탄보일러 분진, 시멘트 원료분, 골재 드라이어 분진은 상대적으로 조밀하게 쌓여 겉보기비중이 커서 이 비율이 카본블랙만큼 크지 않다.

흡수장치의 높이는 총괄이동단위높이(HOG)와 총괄이동단위수(NOG)의 곱으로 구한다.

제거율 95%에서 $N_{OG} = \ln\left(\dfrac{1}{1-0.95}\right) = \ln 20 \approx 3.0$이다.

따라서 흡수장치 높이는 $Z = H_{OG} \times N_{OG} = 1.0 \times 3.0 = 3.0\ \mathrm{m}$이다.

탄소 87%, 수소 13%인 연료의 이론공기량은 $A_o = \dfrac{1.867C + 5.6H}{0.21}$ 식으로 구한다.

대입하면 $A_o = \dfrac{1.867 \times 0.87 + 5.6 \times 0.13}{0.21} \approx 11.2\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.

배기가스 중 산소가 5%이므로 공기비는 $m = \dfrac{21}{21-5} = 1.3125$이고, 과잉공기량은 $(m-1) \times A_o \approx 0.3125 \times 11.2 \approx 3.5\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.

덴마크 Haldor Topsoe사가 개발하고 305 MW 규모 발전소에서 시험되었으며 탈황과 탈질이 별도의 반응기에서 독립적으로 일어나는 공정은 WSA-SNOX 공정이다.

집진으로 분진을 완전히 제거한 뒤 암모니아를 주입해 SCR 촉매반응기에서 NO_x를 환원하고, 이어 SO₂를 SO₃로 산화·응축시켜 판매 가능한 황산을 회수한다. SO₂와 NO_x를 95% 이상 제거하면서 폐기물이 나오지 않는 것이 최대 장점이다.

• DESONOX 공정은 탈황과 탈질이 하나의 반응기(동일 촉매층)에서 함께 일어난다는 점에서 별도 반응기 서술과 어긋난다.
• 전자빔 공정은 배가스에 전자빔을 조사해 라디칼을 만들고 암모니아를 넣어 황산암모늄·질산암모늄 분말을 얻는 방식이다.
• 산화구리 공정은 산화구리 흡수제에 SO₂를 흡수시킨 뒤 재생하는 건식 공정으로 황산 부산물 회수를 특징으로 하지 않는다.

표준체측정법(체분법)은 체를 이용해 입자를 직접 걸러 크기별로 분리하는 직접측정법으로, 입경측정의 간접측정방법에 해당하지 않는다.

관성충돌법, 액상침강법, 광산란법은 입자의 관성·침강 속도·산란광 특성 등 물리적 거동을 통해 간접적으로 입경을 추정하는 방법이다.

유해가스 처리용 흡수액은 대상가스에 대한 용해도가 높고 점성이 작아야 하며, 흡수 성분이 증발해 손실되지 않도록 휘발성은 작아야 한다.

휘발성이 커야 한다는 서술은 흡수액이 쉽게 증발해 손실되고 재오염을 유발할 수 있어 구비요건과 맞지 않는다.

배기가스 중 염소량은 $2500\ \mathrm{Sm^3/hr} \times 0.0068 = 17\ \mathrm{Sm^3/hr}$이다.

염소는 소석회와 $\mathrm{Cl_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaOCl_2 + H_2O}$로 1:1 몰비로 반응하므로, 염소의 몰수는 $\dfrac{17}{22.4} \approx 0.759\ \mathrm{kmol/hr}$이다.

따라서 필요한 $\mathrm{Ca(OH)_2}$양은 $0.759 \times 74 \approx 56\ \mathrm{kg/hr}$이다.

천연가스처럼 발열량이 높은 기체연료를 연소시키는 데 사용되는 것은 방사형버너이다.

방사형버너는 연료가스를 여러 방향으로 분출시켜 화염을 넓게 퍼뜨리는 구조여서, 고발열량 가스에서 생기기 쉬운 국부 과열을 막고 균일한 열분포를 얻는 데 유리하다.

• 선회버너는 고로가스처럼 저발열량인 기체연료를 연소시키는 데 주로 쓰이므로 고발열량 조건과 맞지 않는다.
• 유압분무식 버너는 액체연료를 고압으로 밀어 분무시키는 장치로 기체연료용 버너가 아니다.
• 건식버너는 기체연료 버너의 표준 분류 명칭으로 통용되지 않는다.

일반적으로 물리적 흡착은 발열 반응이며, 온도가 낮을수록 흡착량이 많아지는 특성을 갖는다.

• 화학적 흡착은 흡착제 표면과 강한 화학결합을 형성해 비가역적인 경우가 많아 재생·회수가 쉽지 않다.
• 흡착열은 일반적으로 화학적 흡착이 물리적 흡착보다 크다.
• 분자 간 결합력도 화학적 흡착(화학결합)이 물리적 흡착(반데르발스 힘)보다 강하다.

액화프로판을 표준상태 기체 부피로 환산해 나누면 사용 가능 시간은 28시간이다.

프로판(C₃H₈)의 분자량은 44이므로 440kg은 $\dfrac{440{,}000\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}} = 10{,}000\ \mathrm{mol}$이다.

표준상태에서 기체 몰부피 22.4L/mol을 곱하면 부피는 $10{,}000 \times 22.4 = 224{,}000\ \mathrm{L} = 224\ \mathrm{Sm^3}$이 된다.

시간당 8Sm³씩 소비하므로 $224 \div 8 = 28\ \mathrm{h}$, 즉 28시간 사용할 수 있다.

순환수의 pH는 3이다.

황산(H₂SO₄, 분자량 98) 함량 0.049g/L을 몰농도로 바꾸면 $\dfrac{0.049}{98} = 5\times10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$이다.

황산은 2가산이므로 수소이온 농도는 $[\mathrm{H^+}] = 2\times5\times10^{-4} = 1\times10^{-3}\ \mathrm{mol/L}$이 된다.

따라서 $\mathrm{pH} = -\log(1\times10^{-3}) = 3$이다.

물방울(액적) 평균직경은 약 278μm이다.

회전원판 분무에서 액적 직경은 반경과 회전수로 정해지는 경험식 $D_p(\mu m) = \dfrac{2\times10^{6}}{N\sqrt{R}}$ (N: rpm, R: cm)로 구한다.

회전수 3600rpm, 반경 4cm를 대입하면 $D_p = \dfrac{2\times10^{6}}{3600\times\sqrt{4}} = \dfrac{2\times10^{6}}{7200} \approx 278\ \mu m$이 된다.

충전탑 높이를 4m로 높이면 흡수효율은 약 97.5%가 된다.

높이 2.5m에서 효율 90%일 때 이동단위수는 $N_{OG} = \ln\dfrac{1}{1-0.9} = \ln 10 \approx 2.303$이다.

$H_{OG}$가 일정하므로 $H_{OG} = \dfrac{2.5}{2.303} \approx 1.086\ \mathrm{m}$이고, 높이 4m에서는 $N_{OG}' = \dfrac{4}{1.086} \approx 3.684$가 된다.

따라서 $1-\dfrac{E'}{100} = e^{-3.684} \approx 0.0251$이므로 $E' \approx 97.5\%$이다.

C/H 비는 분자 속 탄소와 수소의 비로, 불포화도가 크고 방향족성이 강한 탄화수소일수록 크고, 포화 사슬형 탄화수소일수록 작다.

분자식으로 확인하면 나프틸(나프탈렌)계 방향족 C₁₀H₈은 10/8=1.25, 삼중결합을 가진 아세틸렌 C₂H₂는 2/2=1.0, 이중결합을 하나 가진 올레핀계 C_nH_2n은 0.5이며, 올레핀계에 속하는 프로필렌 C₃H₆도 같은 0.5 수준, 포화탄화수소인 프로판 C₃H₈은 3/8≒0.375이다.

따라서 크기순은 나프틸계 > 아세틸렌 > 올레핀계 ≥ 프로필렌 > 프로판이 된다. C/H 비가 클수록 연소 시 매연(그을음)이 발생하기 쉽다는 점도 함께 알아두면 좋다.

가스의 선회운동으로 입자를 분리·포집하는 것은 세정식 집진장치의 포집 원리와 거리가 멀다.

세정식(습식) 집진장치는 액적과 입자 사이의 상호작용으로 먼지를 포집하며, 다음과 같은 원리가 이에 해당한다.

• 가스가 증습되면서 미세입자끼리 서로 응집·성장하는 원리
• 액적에 입자가 관성충돌하여 부착하는 원리
• 미립자가 확산하여 액적과의 접촉 기회를 높이는 원리

반면 선회운동에 의한 분리는 원심력 집진장치(사이클론)의 기본 원리이므로 세정식 집진의 포집 기구로 보기 어렵다.

먼지 제거효율은 약 92%이다.

도이치-앤더슨식 $\eta = 1 - e^{-\frac{wA}{Q}}$을 원통형 집진극에 적용하면, 집진면적 $A=2\pi RL$, 처리유량 $Q = v\pi R^2$이므로 $\dfrac{A}{Q} = \dfrac{2L}{vR}$이 된다.

반경 $R=0.08\ \mathrm{m}$, 길이 $L=1.5\ \mathrm{m}$, 유속 $v=1.5\ \mathrm{m/s}$를 대입하면 $\dfrac{A}{Q} = \dfrac{2\times1.5}{1.5\times0.08} = 25\ \mathrm{s/m}$이다.

이동속도 $w=0.1\ \mathrm{m/s}$를 곱하면 $\eta = 1-e^{-0.1\times25} = 1-e^{-2.5} \approx 0.918$, 즉 약 92%가 된다.

액체연료의 이론공기량 계산식은 $\mathrm{A_o} = \dfrac{1}{0.21}\left(\dfrac{22.4}{12}\mathrm{C} + \dfrac{11.2}{2}\left(\mathrm{H}-\dfrac{\mathrm{O}}{8}\right) + \dfrac{22.4}{32}\mathrm{S}\right)$이다.

탄소·황은 각각 $\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{SO_2}$로 완전연소되므로 몰당 산소 소요량에 22.4를 곱해 표준상태 부피로 바꾸고, 수소는 $\mathrm{H_2} + \tfrac{1}{2}\mathrm{O_2}$ 반응이라 계수가 11.2가 되며 연료 중 산소(O)와 이미 결합된 몫을 뺀 유효수소 $(\mathrm{H}-\mathrm{O}/8)$만 연소에 관여한다.

이렇게 구한 이론산소량을 공기 중 산소 비율인 0.21로 나누어야 이론공기량이 되므로, 0.21을 곱하는 식은 옳지 않다.

에탄 2kg 연소 시 발생열량은 61,640kcal이다.

에탄(C₂H₆, 분자량 30)의 질량 조성비는 탄소 $24/30=0.8$, 수소 $6/30=0.2$이다.

단위질량당 발열량은 $0.8\times30{,}000 + 0.2\times34{,}100 = 24{,}000+6{,}820 = 30{,}820\ \mathrm{kcal/kg}$이다.

에탄 2kg이므로 $30{,}820\times2 = 61{,}640\ \mathrm{kcal}$가 발생한다.

10μm 입자의 집진효율은 약 42%이다.

주어진 식 $\eta = \dfrac{d_p^2(\rho_p-\rho)gWL}{18\mu Q}$에 cgs 단위로 환산한 값을 대입한다.

$d_p=1\times10^{-3}\ \mathrm{cm}$, $\rho_p-\rho \approx 1.099\ \mathrm{g/cm^3}$, $g=980\ \mathrm{cm/s^2}$, $W=500\ \mathrm{cm}$, $L=1000\ \mathrm{cm}$, $\mu=1.8\times10^{-4}\ \mathrm{g/(cm \cdot s)}$, $Q=4\times10^{5}\ \mathrm{cm^3/s}$이다.

대입하면 $\eta = \dfrac{(1\times10^{-3})^2\times1.099\times980\times500\times1000}{18\times1.8\times10^{-4}\times4\times10^{5}} \approx \dfrac{538.7}{1296} \approx 0.416$, 즉 약 42%이다.

건식 석회석 주입법은 대형보일러가 아니라 주로 중소형 보일러에 사용되며, 습식 세정법과 달리 배기가스 온도가 크게 떨어지지 않는다는 점이 오히려 장점이다.

이 방법은 연소로 내 짧은 접촉시간과 석회석 표면으로의 침투 한계 때문에 아황산가스 제거효율이 낮은 편이고, 석회석 자체가 저렴해 별도의 재생설비 없이 분쇄·주입 장비만으로 운용할 수 있다.

또한 배기가스 중 재와 석회석의 반응 생성물이 노 내부에 부착되어 압력손실을 늘리고 열전달을 저하시키는 단점이 있다.

대기오염 주의보 단계의 조치는 자동차 사용에 대한 강제 명령이 아니라 주민의 실외활동 및 자동차 사용 자제 요청 수준의 조치이다.

경보 단계에서는 주민의 실외활동 제한 요청과 함께 자동차 사용 제한, 사업장의 연료사용량 감축 권고가 이루어진다.

중대경보 단계에서는 주민의 실외활동 금지 요청, 자동차 통행금지, 사업장의 조업시간 단축명령 등 가장 강한 조치가 취해진다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

도로변대기측정망은 수도권대기환경청장·국립환경과학원장·한국환경공단이 아니라 시·도지사가 설치하는 측정망에 해당한다.

유해대기물질측정망, 산성강하물측정망, 대기오염집중측정망 등은 국가 차원에서 국립환경과학원장이나 수도권대기환경청장, 한국환경공단이 설치·운영하는 측정망으로 분류된다.

반면 도시대기측정망, 도로변대기측정망, 대기중금속측정망은 지역 대기질 관리를 위해 시·도지사가 설치하는 측정망이므로 설치 주체가 다르다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

부지경계선에서 복합악취의 공업지역 배출허용기준은 희석배수 1000 이하가 아니라 20 이하이므로 해당 설명은 옳지 않다.

복합악취 배출허용기준은 측정 위치에 따라 나뉘어, 부지경계선은 공업지역 20 이하·기타지역 15 이하, 배출구는 공업지역 1000 이하·기타지역 500 이하로 정해져 있다. 즉 1000이라는 값은 배출구 기준을 부지경계선 기준으로 잘못 옮겨 적은 것이다.

나머지 설명은 옳다. 배출허용기준 측정은 복합악취 측정을 원칙으로 하되 사업자의 악취물질 배출 여부 확인이 필요하면 지정악취물질을 측정할 수 있고, 높이 5m 이상의 배출구와 다른 악취발생원이 섞여 있으면 부지경계선과 배출구에서 각각 시료를 채취하며, 배출구는 송풍기 등 기계장치로 강제 배출하는 통로를 말한다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

자동차연료 제조기준상 경유의 10% 잔류탄소량은 0.15% 이하이다.

10% 잔류탄소량은 경유를 90%까지 증류시키고 남은 잔사분을 태웠을 때 생기는 탄소질 잔류물의 비율로, 값이 클수록 연소 후 카본 퇴적과 매연 발생이 늘어난다.

따라서 배출가스 저감을 위해 황함량·방향족화합물 함량과 함께 잔류탄소량도 상한을 두어 관리하며, 경유의 기준값은 0.15% 이하로 설정되어 있다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

자가방지시설을 설계·시공하려는 사업자가 시·도지사에게 제출해야 하는 서류에 공사비내역서는 포함되지 않는다.

제출서류는 방지시설의 설치명세서와 그 도면, 공정도, 원료(연료 포함) 사용량 및 제품 생산량과 오염물질 발생량 관련 자료, 기술능력 현황을 적은 서류 등 시설의 성능과 처리 능력을 확인할 수 있는 자료가 중심이다.

공사비내역서와 같은 비용 관련 서류는 방지시설의 적정 설계·시공 여부 확인과 직접 관련이 없어 제출 대상에서 제외된다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

한국화학연구소는 대기환경보전법규상 개선명령 이행 등을 확인하는 대기오염도 검사기관에 해당하지 않는다.

법령상 대기오염도 검사기관으로는 국립환경과학원, 특별시·광역시·특별자치시·도·특별자치도의 보건환경연구원, 유역환경청·지방환경청 또는 수도권대기환경청, 한국환경공단이 규정되어 있다.

한국화학연구소는 화학 분야 연구기관으로 대기오염도 측정·검사 업무를 수행하는 법정 검사기관으로 지정된 곳이 아니다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

분체상물질을 야적하는 공정의 비산먼지 억제 조치는 최고저장높이의 1/3 이상인 방진벽과 최고저장높이의 1.25배 이상인 방진망(막)을 설치하는 것이다.

방진벽은 더미 아래쪽에서 바람이 직접 닿는 면을 가리는 구조물이라 저장높이의 일부(1/3)만으로 기준이 정해지고, 방진망(막)은 더미 위로 날아오르는 먼지까지 덮어야 하므로 저장높이보다 더 높은 1.25배가 요구된다.

한쪽은 분수, 다른 쪽은 배수로 단위가 달라 혼동하기 쉬우므로 벽은 1/3, 망은 1.25배로 묶어서 기억하면 된다. (출제 당시 대기환경보전법 시행규칙 기준)

신축 공동주택의 실내공기질 측정에서 100세대의 경우 두는 측정장소 수는 3개소이며, 두 괄호에 공통으로 들어가는 값도 3이다.

기본이 3개의 측정장소이고, 여기서 세대수가 100세대씩 늘어날 때마다 측정장소를 1개소씩 추가하는 구조다. 즉 세대수가 커질수록 측정지점이 선형으로 늘어난다.

측정은 시공자가 환경분야 시험·검사 등에 관한 법률에 따른 환경오염공정시험기준에 맞추어 실시하여야 한다. (출제 당시 실내공기질 관리 법규 기준)

제시된 물질 중 1킬로그램당 초과부과금액이 가장 낮은 것은 암모니아이다.

초과부과금 단가는 물질의 유해성과 처리 난이도를 반영해 정해지며, 염화수소·황화수소처럼 부식성과 독성이 강한 물질일수록 단가가 높게 책정되어 있다. 불소화합물도 암모니아보다 높은 단가가 적용된다.

암모니아는 이들 물질에 비해 상대적으로 낮은 단가가 적용되므로, 네 물질 중 1킬로그램당 부과금액이 가장 낮다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이며, 부과금 단가는 개정에 따라 달라질 수 있다.

설치 자체가 불가능한 지역에서 허가·신고 없이 배출시설을 설치한 경우의 1차 행정처분은 폐쇄명령이다.

설치가 가능한 지역에서의 무허가·무신고 설치는 사용중지명령 등을 거쳐 시정할 여지가 있지만, 애초에 설치가 불가능한 지역이라면 시정을 통한 적법화 자체가 불가능하다.

따라서 이 경우에는 단계적 처분을 거치지 않고 처음부터 폐쇄명령이 부과된다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

수송 공정의 측면 살수시설은 살수길이가 수송차량 전체길이의 1.5배 이상, 살수압이 3kg/cm² 이상이어야 한다.

측면 살수시설은 적재함 옆면과 차체에 붙은 분진을 씻어내는 설비이므로, 차량이 통과하는 동안 전체 측면이 충분히 젖도록 차량 길이보다 긴 살수 구간을 확보해야 한다.

또한 부착된 먼지를 실제로 떨어뜨리려면 일정 수준 이상의 수압이 필요하므로, 살수길이(차량 전체길이의 1.5배 이상)와 살수압(3kg/cm² 이상)을 함께 규정하고 있다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

환경정책기본법령상 대기환경기준 항목에 이산화탄소는 포함되지 않는다.

대기환경기준은 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 미세먼지(PM-10), 초미세먼지(PM-2.5), 납, 벤젠을 대상으로 설정되어 있다.

이산화탄소는 온실가스로 별도 관리되는 물질이며, 국민 건강에 직접적 영향을 미치는 대기오염물질을 대상으로 하는 대기환경기준 항목에는 해당하지 않는다.

오존(O₃)의 대기환경기준은 8시간 평균치 기준으로 0.06ppm 이하이다.

오존 기준은 단기 노출 영향을 고려한 1시간 평균치 0.1ppm 이하 기준과, 비교적 긴 시간의 노출 영향을 고려한 8시간 평균치 0.06ppm 이하 기준이 함께 설정되어 있다.

두 기준 중 더 엄격한 8시간 평균치가 지속적인 광화학 오염도 관리를 위한 기준으로 활용된다.

자동차제작자에 대한 과징금은 총매출액 × 5/100 × 가중부과계수로 산정한다.

과징금은 제작차 배출허용기준 위반 등에 대해 제작자의 사업 규모에 비례해 부과하도록 설계되어 있어, 산정의 기준이 되는 것은 해당 자동차의 총매출액이다.

여기에 위반행위의 종류와 정도를 반영한 가중부과계수를 곱해 최종 금액을 정하며, 매출액에 적용되는 비율은 2016년 12월 27일 개정 규정에 따라 5/100이다.

브롬 및 그 화합물은 대기환경보전법규상 특정대기유해물질로 지정되어 있지 않다.

특정대기유해물질에는 카드뮴, 니켈, 다환 방향족 탄화수소류를 비롯해 벤젠, 폼알데히드, 염화비닐, 비소, 수은, 석면 등 인체·환경에 유해성이 큰 물질들이 목록으로 지정되어 있다.

브롬화합물은 이 법정 목록에 포함되지 않아 특정대기유해물질에 해당하지 않는다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이며, 특정대기유해물질 목록은 이후 확대·개정되었다.

대기오염물질 발생량 합계가 연간 10톤 이상 20톤 미만인 사업장은 3종사업장으로 분류된다.

대기환경보전법령상 사업장은 연간 오염물질 발생량에 따라 1종 80톤 이상, 2종 20톤 이상 80톤 미만, 3종 10톤 이상 20톤 미만, 4종 2톤 이상 10톤 미만, 5종 2톤 미만으로 구분된다.

발생량이 많을수록 낮은 종수로 분류되어 배출시설 관리와 자가측정 등에서 더 엄격한 기준을 적용받는다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

노인요양시설의 총부유세균 실내공기질 유지기준은 800CFU/m³ 이하이다.

총부유세균은 감염에 취약한 이용자가 머무는 시설에서 특히 중요하게 관리되며, 노인요양시설을 비롯해 의료기관·산후조리원·어린이집 등 민감계층 이용시설에 유지기준이 적용된다.

이들 시설에 공통으로 적용되는 기준값이 800CFU/m³ 이하이며, 이를 넘지 않도록 환기와 청결 관리가 요구된다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

한국자동차환경협회의 업무에 삼원촉매장치의 판매 및 보급은 해당하지 않는다.

협회는 운행차 저공해화 기술개발과 배출가스저감장치의 보급, 자동차 배출가스 저감사업의 지원과 사후관리, 운행차 배출가스 검사의 정비기술 연구·개발 등 정책 지원·연구 성격의 업무를 수행한다.

특정 장치를 직접 판매하는 영리적 유통 업무는 협회의 정관상 업무 범위에 포함되지 않는다.

차령 2년이 경과된 사업용 승용자동차의 정밀검사 유효기간은 1년이다.

정밀검사는 주행거리와 사용강도가 큰 차량일수록 배출가스 상태가 빨리 나빠지므로, 사업용 자동차는 비사업용보다 검사 시작 차령이 이르고 유효기간도 짧게 정해져 있다.

승용자동차의 경우 비사업용은 차령 4년 경과 후 2년마다, 사업용은 차령 2년 경과 후 1년마다 정밀검사를 받도록 규정되어 있다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.

휘발유와 가스를 함께 사용하는 자동차는 배출가스 검사 시 가스로 전환한 상태에서 측정하고 가스 기준의 배출허용기준을 적용해야 하므로, 휘발유로 전환해 검사하고 휘발유 기준을 적용한다는 설명은 옳지 않다.

나머지는 옳은 설명이다. 배출가스검사는 관능 및 기능검사를 먼저 실시한 뒤 진행하며, 차대동력계 위에서의 자동차 운전은 검사기술인력이 직접 수행해야 한다.

또한 특수 용도로 엔진최고회전수 등을 제한하는 자동차는 측정한 엔진최고회전수를 엔진정격회전수로 수정·적용해 배출가스검사를 시행할 수 있다.

※ 출제 당시(2015년) 법령 기준이다.