이산화황은 대류권에서 태양광에 의해 쉽게 광분해되지 않는다는 점에서 해당 설명은 옳지 않다.

오존은 200~320nm에서 강하게, 450~700nm에서 약하게 흡수하며, 알데히드는 313nm 이하, 케톤은 300~700nm 부근에서 약하게 흡수해 광분해가 일어난다.

반면 이산화황은 자외선·가시광 영역에서 흡수를 보이더라도 결합을 끊는 데 필요한 에너지가 커서, 대류권까지 도달하는 파장의 태양광만으로는 직접 광분해되지 않는다.

굴뚝 높이보다 낮은 지표 부근에 역전층이 있고 그 위쪽은 불안정할 때 나타나는 연기 형태는 Lofting(지붕형)이다.

배출된 연기는 아래쪽의 안정한 역전층에 막혀 내려오지 못하고 위쪽 불안정층으로만 확산되므로, 지붕 모양으로 위로만 퍼진다. 그 결과 지표면 오염도는 여러 연기 형태 중 가장 낮다.

• Looping(환상형)은 전층이 불안정할 때 연기가 크게 파상으로 요동치는 형태이다.
• Fumigation(훈증형)은 반대로 상층이 안정(역전)하고 하층이 불안정해 연기가 지표로 끌려 내려오며, 지표 농도가 가장 높아진다.
• Coning(원추형)은 중립에 가까운 상태에서 원뿔 모양으로 완만하게 퍼지는 형태이다.

경도모델(K-이론모델)에서는 오염물질이 지표를 침투하지 않고 반사된다고 가정하므로, 지표를 침투하며 반사되지 않는다는 설명은 옳지 않다.

이 모델은 배출원에서의 오염물질 농도를 무한한 것으로 가정하고, 풍하 측 지표면은 평평하고 균등하며, 대기 안정도와 확산계수는 풍하 방향으로 변하지 않는다고 전제한다.

지표면에서의 완전 반사(비투과) 경계조건은 오염물질이 지면 아래로 소실되지 않는다는 물질보존 가정과 맞닿아 있다.

1985년 오존층 보호를 위해 채택된 국제협약은 비엔나 협약이다.

비엔나 협약은 오존층 보호를 위한 국제적 협력의 기본 틀을 마련한 협약이며, 구체적인 규제물질과 감축 일정은 1987년 채택된 몬트리올 의정서에서 정해졌다.

기후변화협약과 리우협약은 온실가스·환경 전반에 관한 협약으로 오존층 보호를 직접 목적으로 하지 않는다.

제시된 특정물질 중 오존파괴지수(ODP)가 가장 낮은 것은 CFC-115이다.

할론(Halon) 계열은 브롬을 포함해 염소만 가진 CFC보다 오존파괴력이 훨씬 강하며, Halon-1301은 약 10, Halon-2402는 약 6으로 평가된다.

사염화탄소도 약 1.1로 CFC-115의 약 0.6보다 높으므로, 네 물질 중 CFC-115의 오존파괴지수가 가장 낮다.

560ppm의 SO₂ 농도를 표준상태 질량농도로 환산하면 1,600mg/Sm³이다.

기체 농도를 부피비(ppm)에서 질량농도(mg/Sm³)로 바꿀 때는 $\mathrm{mg/Sm^3} = \mathrm{ppm}\times\dfrac{M}{22.4}$ 관계를 사용한다.

SO₂의 분자량은 64이므로 $560\times\dfrac{64}{22.4} = 560\times2.857 \approx 1{,}600\ \mathrm{mg/Sm^3}$이 된다.

자동차 배출가스의 광화학반응으로 발생한 대표적 역사적 대기오염사건은 로스앤젤레스 사건이다.

런던사건과 도노라사건은 석탄 연소에 따른 황산화물·매연이 원인인 환원형(런던형) 스모그이며, 보팔사건은 화학공장의 유독가스 누출 사고이다.

반면 로스앤젤레스 사건은 자동차 배출가스 중 탄화수소·질소산화물이 강한 햇빛과 반응해 오존 등 광화학 산화물을 생성한 광화학 스모그 사례이다.

분산모델은 오염원의 배출조건과 기상·지형 자료를 입력값으로 사용해 오염물질의 확산·이동을 수치적으로 예측하는 기법이므로 지형 및 기상학적 정보 없이는 사용할 수 없다.

따라서 지형과 기상 자료 없이도 사용이 가능하다는 설명이 분산모델의 특징과 가장 거리가 멀다.

• 지형 및 오염원의 조업조건은 확산에 직접 영향을 주므로 분산모델의 주요 입력변수다.
• 대기 중 반응까지 모사할 수 있어 2차 오염원의 확인이 가능하다.
• 점원·선원·면원 등 다양한 형태의 오염원 영향을 각각 평가할 수 있다.

방사역전(복사역전)은 지표면이 야간 복사냉각으로 온도가 급격히 낮아지면서 형성되며, 겨울철 맑은 날 이른 아침에 가장 강하게 발생한다.

구름이 없어 지표 복사냉각이 최대가 되는 조건과, 밤이 길어 냉각 시간이 충분한 겨울철 새벽이 복사역전 발달에 가장 유리하다.

공기역학적 직경(aerodynamic diameter)은 대상 입자와 침강속도가 동일하면서 밀도가 $1\ \mathrm{g/cm^3}$인 가상의 구형입자 직경으로 정의된다.

실제 입자의 모양이나 밀도와 무관하게 침강속도라는 물리적 거동을 기준으로 표준화한 지표이므로, 침강속도가 다르거나 밀도 조건이 빠진 정의는 옳지 않다.

돕슨 단위(Dobson Unit)는 대기 중 오존 총량을 0℃, 1기압 표준상태에서의 두께로 환산했을 때 1 Dobson = 0.01mm(0.001cm)에 해당하는 양으로 정의되므로, 0.01cm라는 설명은 단위 환산이 틀렸다.

• 몬트리올 의정서는 오존층 파괴물질을 규제하는 국제협약이 맞다.
• 성층권에서는 오존의 생성·분해 반응이 평형을 이루며 다른 대기권보다 오존 농도가 높은 오존층이 형성된다.
• 지구 평균 오존전량은 약 300 Dobson이며 위도·계절에 따라 평균값의 ±50% 정도까지 변동한다.

1984년 인도 보팔(Bhopal)에서 발생한 대기오염 사고는 살충제 제조 공장에서 메틸이소시아네이트(MIC)가 누출되어 다수의 사상자를 낸 사건이다.

황화수소, 황산화물, 메틸메르캅탄은 각각 다른 유형의 대기오염 물질로, 보팔 사고의 원인물질과는 무관하다.

유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이에 배출가스의 상승고(ΔH)를 더해 구하며, 계산 결과 약 115m가 된다.

$\Delta H = D\left(\dfrac{V_s}{U}\right)^{1.4} = 1.2\left(\dfrac{12}{2}\right)^{1.4} = 1.2\times 6^{1.4} \approx 14.7\,\mathrm{m}$

따라서 유효굴뚝높이는 $100\,\mathrm{m} + 14.7\,\mathrm{m} \approx 115\,\mathrm{m}$이다.

배출가스 중 이산화질소 발생량은 농도(ppm)를 부피로 환산한 뒤 몰수와 분자량을 이용해 질량으로 바꾸고, 하루(24시간) 가동시간을 곱해 구하면 약 4.11kg이 된다.

시간당 이산화질소 부피는 $108.2\,\mathrm{Sm^3/h} \times 770\times10^{-6} \approx 0.0833\,\mathrm{Sm^3/h}$이다.

표준상태에서 몰부피 $22.4\,\mathrm{L/mol}$과 분자량 $46\,\mathrm{g/mol}$을 적용하면 시간당 질량은 $\dfrac{83.3\,\mathrm{L/h}}{22.4\,\mathrm{L/mol}} \times 46\,\mathrm{g/mol} \approx 171\,\mathrm{g/h}$이고, 하루 배출량은 $171\,\mathrm{g/h}\times 24\,\mathrm{h} \approx 4{,}110\,\mathrm{g} = 4.11\,\mathrm{kg}$이다.

복사기에서 배출된 오존이 실내 공간에 누적되면서 초기 농도에 더해져 약 386ppb까지 상승한다.

6시간 동안 배출된 오존 총량은 $0.2\,\mathrm{mg/min}\times 360\,\mathrm{min} = 72\,\mathrm{mg}$이고, 체적 $100\,\mathrm{m^3}$로 나누면 농도 증가분은 $0.72\,\mathrm{mg/m^3}$이다.

표준상태 몰부피와 오존 분자량 48을 이용해 ppm으로 환산하면 $0.72\times\dfrac{22.4}{48} \approx 0.336\,\mathrm{ppm} = 336\,\mathrm{ppb}$이며, 초기농도 50ppb를 더하면 $50+336 \approx 386\,\mathrm{ppb}$가 된다.

굴뚝 상부에 침강역전, 하부에 복사역전이 동시에 존재해 오염물질이 두 안정층 사이에 갇히는 형태는 함정형(trapping)에 해당하며, 훈증형(fumigation)은 아니다.

훈증형은 야간에 형성된 지표 복사역전이 일출 후 지표 가열로 아래쪽부터 무너져 굴뚝 하부는 불안정해지고 상부에는 아직 역전층이 남아 있을 때, 플룸이 급격히 지표로 끌려 내려오는 현상이다.

• 기온역전은 발생 위치에 따라 접지역전과 공중역전으로 구분되는 것이 맞다.
• 침강성 역전과 전선형 역전은 지표에서 떨어진 상공에서 발생하므로 공중역전에 속하는 것이 맞다.
• 복사역전은 지표 복사냉각으로 형성되므로 주로 밤부터 이른 아침 사이에 나타나는 것이 맞다.

기압경도력과 전향력에 더해 마찰력까지 세 힘이 평형을 이루며 등압선과 각을 이루어 부는 바람은 지상풍(surface wind)이다.

그림에서 기압경도력은 아래쪽 고압에서 위쪽 저압을 향해 등압선에 수직으로 작용하고, 전향력은 그 반대편 아래쪽으로, 마찰력은 바람의 진행 방향과 반대로 작용한다. 세 힘이 균형을 이룬 결과 바람은 등압선과 나란해지지 못하고 저압 쪽으로 각 α만큼 비스듬히 불게 된다.

• 지균풍(geostrophic wind)은 마찰이 없는 상층에서 기압경도력과 전향력만 균형을 이루어 등압선과 평행하게 부는 바람이므로 마찰력 벡터가 있는 그림과 맞지 않는다.
• 경도풍(gradient wind)은 곡선 등압선에서 원심력까지 포함해 균형을 이루는 상층 바람으로 역시 마찰을 고려하지 않는다.
• 푄풍(Fohn wind)은 산을 넘으며 고온·건조해지는 국지풍으로, 힘의 평형 관계를 나타내는 이 도해와는 다른 개념이다.

주어진 식에 값을 대입하면 유효 상승고는 9.0m로 계산된다.

원형굴뚝의 지름은 반경의 2배이므로 $D=2\times1.5=3\,\mathrm{m}$이고, $\Delta h = 1.5\left(\dfrac{V_s}{u}\right)\times D = 1.5\times\dfrac{7}{3.5}\times 3 = 1.5\times2\times3=9\,\mathrm{m}$이다.

석유정제·포르말린 제조·도장 공정은 모두 벤젠(C6H6)을 취급하거나 부산물로 배출하는 대표적인 업종이다.

질소산화물, 납, 암모니아는 각각 연소시설, 축전지·도료 안료, 비료·냉매 등 다른 배출원과 주로 관련되어 위 업종들의 특징적 배출물질과는 거리가 있다.

라돈은 무색·무취의 기체이며 반감기가 3.8일인, 라듐에서 생성되는 자연 방사성 물질이다.

라돈은 비활성(불활성) 기체여서 색과 냄새로 감지할 수 없고 화학적으로도 거의 반응하지 않는다. 적갈색·자극성은 이산화질소의 성질이므로 라돈에 붙일 수 없다.

공기보다 무거워 지반이나 건물 바닥 틈을 통해 실내에 스며들어 축적되며, 붕괴 생성물이 폐에 침착해 폐암 위험을 높이는 것이 문제가 된다.

여과지 홀더장치는 시료채취 후 여과지를 교체·회수해야 하므로 여과지를 탈착할 수 있는 구조여야 하며, 탈착이 되지 않는 구조라는 설명은 옳지 않다.

• 흡인노즐은 스테인리스강·경질유리·석영 유리제로 만들고 내경 4mm 이상으로 해 가스 흐름 교란을 막는 것이 맞다.
• 여과부 가열장치는 여과지 홀더 주위 온도를 일정 범위로 유지하며 모니터할 수 있는 온도계를 갖추는 것이 맞다.
• 피토관은 정해진 피토관계수를 가진 L형 또는 S형을 사용해 유속을 연속 측정하는 것이 맞다.

환경대기 중 석면 시료채취는 원칙적으로 지상 1.5 m 되는 위치에서 10 L/min의 흡인유량으로 4시간 이상 실시한다.

지상 1.5 m는 사람이 실제로 숨 쉬는 호흡대 높이를 대표하는 지점이고, 10 L/min은 4시간 이상 채취했을 때 여과지 위에 계수 가능한 섬유 밀도가 확보되도록 정해진 유량이다.

채취 높이·흡인유량·채취시간이 한 세트로 출제되므로 1.5 m - 10 L/min - 4시간 이상으로 묶어 기억하면 된다. (출제 당시 대기오염공정시험기준)

N/10 NaOH의 소요량은 산·염기 당량 관계로 구하며 10mL가 된다.

황산은 2가산이므로 노르말농도는 $0.02\,\mathrm{mol/L}\times2 = 0.04\,\mathrm{N}$이고, 당량수는 $0.04\,\mathrm{N}\times0.025\,\mathrm{L}=0.001\,\mathrm{eq}$이다.

중화점에서 산과 염기의 당량수는 같으므로 $0.1\,\mathrm{N}\times V = 0.001\,\mathrm{eq}$에서 $V=0.01\,\mathrm{L}=10\,\mathrm{mL}$이다.

원형 굴뚝의 측정점수는 반경이 아니라 굴뚝 직경을 기준으로 정해지며, 반경 1.8m이면 직경은 $2\times1.8=3.6\,\mathrm{m}$이므로 측정점수는 12가 된다.

대기오염공정시험기준의 원형 굴뚝 측정점 구분에 따르면 직경이 2m를 넘고 4m 이하인 경우 반경 구분수는 3, 측정점수는 12점이다.

• 직경 1m 이하: 반경 구분수 1, 측정점수 4
• 직경 1m 초과 2m 이하: 반경 구분수 2, 측정점수 8
• 직경 2m 초과 4m 이하: 반경 구분수 3, 측정점수 12
• 직경 4m 초과 4.5m 이하: 반경 구분수 4, 측정점수 16
• 직경 4.5m 초과: 반경 구분수 5, 측정점수 20

디티존(dithizone)을 클로로폼에 반응·추출시켜 자외선/가시선분광법으로 정량하는 대표적인 금속은 납과 카드뮴이다.

비소·크롬, 구리·니켈, 구리·수은의 조합은 디티존-클로로폼 추출법이 아닌 각각 별도의 시약을 이용한 정량법에 해당한다.

도입 시료의 모든 성분이 용출되고, 각 성분의 상대감도(상대강도)의 역수를 피크 넓이에 곱해 정확한 함유율을 구하는 방법은 보정넓이 백분율법이다.

피검성분추가법은 표준물질을 첨가해 정량하는 방법이고, 내부표준법은 내부표준물질을 이용하며, 내부넓이 백분율법은 감도 보정 없이 단순 넓이비로 계산한다는 점에서 이 방법과 구분된다.

약한 암모니아성 용액에서 다이메틸글리옥심과 반응해 붉은색 착화합물을 만들고 파장 450nm 부근에서 흡광도를 측정하는 성분은 니켈화합물이다.

비소·카드뮴·염소화합물은 각각 다른 발색시약과 파장 조건을 이용해 정량하므로 다이메틸글리옥심법의 대상이 아니다.

비분산 적외선 분석계의 제로드리프트 기준은 제로가스를 연속 도입해 고정형은 24시간, 이동형은 4시간 연속 측정하는 동안 전체 눈금값의 ±2% 이상 지시변화가 없어야 하는 것이므로, 고정형 8시간·±1%로 적은 설명은 기준과 다르다.

• 재현성은 제로가스와 스팬가스를 번갈아 도입해 구한 편차가 전체 눈금의 ±2% 이내여야 하는 것이 맞다.
• 응답시간은 스팬가스로 유로를 바꿔 농도를 급변시켰을 때 스텝 응답에 대한 소비시간이 1초 이내여야 하는 것이 맞다.
• 검출 감도는 전체 눈금의 ±1% 이하에 해당하는 농도변화를 검출할 수 있어야 하는 것이 맞다.

측정점마다 유속이 다르므로 단순 산술평균이 아니라 유속으로 가중한 평균농도를 구해야 하며, 그 값은 약 0.45 g/Sm³이다.

등분할 측정에서 전체 평균농도는 $\overline{C}=\dfrac{\sum (V_i \times C_i)}{\sum V_i}$ 로 구한다. 같은 면적을 통과하더라도 유속이 큰 지점이 더 많은 가스를 실어 나르므로 그만큼 가중치를 받는다.

분자 = 4.3×0.54 + 4.7×0.50 + 5.0×0.48 + 5.2×0.45 + 4.5×0.40 + 4.6×0.42 + 5.0×0.39 = 15.094
분모 = 4.3+4.7+5.0+5.2+4.5+4.6+5.0 = 33.3 m/s
$\overline{C}=\dfrac{15.094}{33.3}\fallingdotseq 0.453\ \mathrm{g/Sm^3}$

이 문제처럼 유속 편차가 작으면 산술평균(0.454)과 값이 비슷해 보이지만, 먼지 배출량은 유속×농도의 합에 비례하므로 가중평균으로 계산하는 절차를 습관으로 지켜야 유속 차가 큰 굴뚝에서 오차가 생기지 않는다.

굴뚝 배출가스 중 베릴륨은 시료를 처리한 후 몰린형광광도법으로 형광강도를 측정해 정량하는 것이 표준 시험방법이다.

디티존법, 고체흡착 용매추출법, 차아염소산염법은 각각 납·카드뮴 등 다른 금속이나 암모니아성 질소 등 다른 성분의 분석에 쓰이는 방법으로 베릴륨 시험법과는 다르다.

흡착관법에 쓰이는 흡착제는 Charcoal, XAD-2, Tenax 등 다공성 고체 흡착제이며, Tedlar는 흡착제가 아니라 가스 시료를 포집하는 데 쓰이는 채취주머니(테드라백) 재질이다.

따라서 흡착관법의 흡착제 종류로는 Tedlar가 가장 거리가 멀다.

이황화탄소를 불꽃광도검출기(FPD)를 갖춘 가스크로마토그래프로 분석할 때 운반가스는 통상 고순도 질소 또는 헬륨을 사용하며, 네온을 사용한다는 설명은 표준 장치구성과 맞지 않는다.

• 불꽃광도검출기를 사용해 황화합물을 선택적으로 검출·정량하는 것은 맞다.
• 연료가스로 수소를 사용하는 것은 FPD의 일반적인 구성과 맞다.
• 분리관으로 산세척한 유리관이나 가스 누출이 없는 불소수지관을 쓰는 것도 맞다.

제시된 산출식에 조건값을 그대로 대입하면 페놀류 농도는 약 71 V/V ppm이 된다.

산출식은 $C=\dfrac{0.238\times a \times V_1}{S_L \times V_S}\times 1{,}000$ 이고, 각 기호는 a = 검량선에서 구한 페놀류의 양 6 μg, V₁ = 분석용 시료용액 제조량 5 mL, S_L = 정량에 사용한 분석용 시료용액의 양 10 μL, V_S = 건조 시료 가스량 10 L 이다.

대입하면 $C=\dfrac{0.238\times 6 \times 5}{10 \times 10}\times 1{,}000=\dfrac{7.14}{100}\times 1{,}000=71.4$
따라서 약 71 V/V ppm이다.

이런 문항은 어떤 값이 분자(주입한 시료용액 중 검출량 a, 제조량 V₁)이고 어떤 값이 분모(실제 주입량 S_L, 채취 가스량 V_S)인지 가려내는 것이 전부다. 상수 0.238과 ×1,000은 μg·mL·μL·L 조합을 ppm으로 맞추기 위해 식에 이미 반영된 값이므로 임의로 단위를 환산해 넣으면 자릿수가 어긋난다.

공정시험기준에서 백만분율은 ppm으로 표시하지만, 1억분율은 ppb가 아니라 pphm으로, 10억분율이 ppb로 표시되므로 해당 설명은 옳지 않다.

• 각 조의 시험은 특별한 규정이 없으면 상온에서 조작하고 직후 결과를 관찰하는 것이 맞다.
• 시약·시액·표준물질의 “약”은 무게·부피에서 ±10%를 넘지 않는 범위로 규정되는 것이 맞다.
• 찬곳은 특별한 규정이 없는 한 0~15℃ 범위를 가리키는 것이 맞다.

가스상물질 시료채취용 도관은 응축이나 흡착으로 인한 시료 손실을 줄이기 위해 가능한 한 짧게 설치해야 하며, 부득이 길게 하는 경우에도 76m를 넘지 않도록 규정한다. 따라서 되도록 길게 하되 10m를 넘지 않도록 한다는 설명은 옳지 않다.

• 도관은 시료가 응축되지 않도록 가능한 한 수직으로 연결하는 것이 맞다.
• 채취관은 안지름 6~25mm 정도의 것을 사용하는 것이 맞다.
• 도관의 안지름 역시 4~25mm 범위로 규정되는 것이 맞다.

야곱스-호흐하이저법은 흡수액에 일정 시간 가스를 포집한 뒤 실험실에서 발색·분석하는 수동(비연속) 시험법으로, 환경대기 중 질소산화물의 자동연속측정방법에 해당하지 않는다.

화학발광법과 흡광차분광법은 현장에서 실시간으로 농도를 연속 측정하는 대표적 자동측정법이며, 살츠만법 역시 자동측정기에 적용되어 연속측정에 쓰인다.

흡착관법의 시료채취장치에 쓰이는 밸브는 시료 오염을 막기 위해 밀봉그리스를 사용하지 않고도 가스 누출이 없는 구조여야 하므로, 밀봉그리스를 사용해 누출을 막는다는 설명은 옳지 않다.

• 채취관은 유리·석영·불소수지 등 120℃ 이상까지 가열 가능한 재질을 쓰는 것이 맞다.
• 응축기 이후 연결관을 짧게 하고 불소수지 재질을 쓰는 것도 맞다.
• 응축기와 응축수 트랩을 유리재질로 하고 가스를 20℃ 이하로 낮출 수 있는 용량을 갖추는 것도 맞다.

수소화비소(아르신)를 다이에틸다이티오카바민산은의 클로로폼 용액에 흡수시키면 적자색의 착화합물이 생기고, 이 용액의 흡광도를 510 nm에서 측정해 비소를 정량한다.

원리는 시료용액 중의 비소를 아연·산 등으로 환원해 기체 상태의 수소화비소로 날려 보내고, 이 기체가 은착염과 반응하면서 은이 환원돼 콜로이드를 이루는 것이다. 그 결과 흡수액이 붉은 보랏빛으로 발색하므로 노란 계열인 등황색이라는 설명은 이 방법의 발색과 맞지 않는다.

파장 역시 발색과 짝을 이룬다. 적자색 용액은 보색인 녹색 영역(약 500~530 nm)의 빛을 흡수하므로 최대흡수파장이 510 nm 부근에 놓이며, 보라·청색 영역인 400 nm를 측정파장으로 잡는 조합은 성립하지 않는다.

방법명·시약명(다이에틸다이티오카바민산은법)과 발색·파장은 세트로 외워 두면 유리하며, 표기와 수치는 출제 당시 대기오염 공정시험기준을 따른 것이다.

이온크로마토그래피에서 가장 널리 사용되는 검출기는 전기전도도검출기이며, 가시선흡수검출기(VIS)가 가장 널리 쓰인다는 설명은 옳지 않다.

• 써프렛서 관형은 음이온 분석 시 스티롤계 강산형(H+) 수지를 충진해 사용하는 것이 맞다.
• 송액펌프는 맥동이 적은 것을 사용하는 것이 맞다.
• 용리액조는 이온성분이 용출되지 않는 폴리에틸렌이나 경질유리 재질을 쓰는 것이 맞다.

추출·분석 이전에 시료·공시료·매체시료에 첨가하는, 화학적으로 반응성이 없고 원래 시료에는 존재하지 않는 물질은 대체표준물질(surrogate standard)로 정의된다.

내부표준물질은 정량계산에 쓰이는 별도 개념이며, 외부표준물질과 냉매는 이 정의와 관련이 없다.

필요한 백필터의 개수는 총 소요 여과면적을 필터 1개당 여과면적으로 나누어 구하며, 계산하면 111개가 된다.

겉보기 여과속도 $1.2\,\mathrm{cm/s}=0.012\,\mathrm{m/s}$를 적용하면 총 소요 여과면적은 $\dfrac{20\,\mathrm{m^3/s}}{0.012\,\mathrm{m/s}} \approx 1{,}667\,\mathrm{m^2}$이다.

백필터 1개의 여과면적은 $\pi D L = \pi\times0.4\,\mathrm{m}\times12\,\mathrm{m} \approx 15.1\,\mathrm{m^2}$이므로, 필요한 개수는 $\dfrac{1{,}667}{15.1} \approx 111\,\text{개}$이다.

세정액을 선택할 때는 유해가스의 용해도가 높을수록 흡수 성능이 좋아진다.

반대로 점도, 휘발성, 압력손실은 값이 낮을수록 세정 효율과 운전 측면에서 유리하므로 정도가 높을수록 좋은 항목은 용해도뿐이다.

세정흡수효율은 세정수량이 클수록, 가스의 용해도가 클수록, 헨리정수가 작을수록 커지므로, 용해도가 적을수록·헨리정수가 클수록 커진다는 설명은 옳지 않다.

• O2, NO, NO2 등은 물에 대한 용해도가 작은 기체에 해당하는 것이 맞다.
• 용해도가 작은 기체일수록 헨리의 법칙이 잘 성립하는 것이 맞다.
• 30℃ 기준으로 헨리정수는 메탄(CH4)이 폼알데하이드(HCHO)보다 큰 것이 맞다.

송풍기 소요동력은 처리가스량과 압력손실을 이용해 계산하며, 효율과 여유율을 반영하면 약 40.9kW가 된다.

처리가스량을 분당 유량으로 바꾸면 $36{,}500\,\mathrm{m^3/h} \div 60 \approx 608.3\,\mathrm{m^3/min}$이다.

$\mathrm{kW} = \dfrac{Q\times\Delta P\times\alpha}{6{,}120\times\eta} = \dfrac{608.3\times240\times1.2}{6{,}120\times0.7} \approx 40.9\,\mathrm{kW}$

입자가 방전극에서 집진극까지 이동하는 시간과 굴뚝 내 가스가 집진극 길이를 통과하는 시간이 같아지는 조건에서 100% 제거가 가능하며, 이때 집진극의 길이는 4.2m가 된다.

입자가 극간 거리 $0.06\,\mathrm{m}$를 이동속도 $5\,\mathrm{cm/s}=0.05\,\mathrm{m/s}$로 이동하는 데 걸리는 시간은 $t=\dfrac{0.06}{0.05}=1.2\,\mathrm{s}$이다.

같은 시간 동안 가스가 유속 $3.5\,\mathrm{m/s}$로 흘러가는 거리, 즉 필요한 집진극 길이는 $L=3.5\times1.2=4.2\,\mathrm{m}$이다.

석탄은 탄화(석탄화) 진행 정도에 따라 이탄→갈탄→역청탄→무연탄 순으로 탄소함량이 높아지므로, 이 중 탄화도가 가장 큰 것은 무연탄이다.

탄화도가 높을수록 휘발분은 줄고 고정탄소 비율이 늘어나 착화온도가 높아지고 연소속도는 느려지는 경향을 보인다.

일반적으로 석탄은 탄화도가 높아질수록 휘발분이 줄어들어 착화에 더 높은 온도가 필요해지므로, 탄화도가 가장 높은 무연탄의 착화온도가 가장 높다.

목탄은 다공질이어서 반응 표면적이 넓고 착화가 쉬워 착화온도가 낮으며, 갈탄과 역청탄은 무연탄보다 탄화도가 낮고 휘발분이 많아 착화온도도 더 낮다.

백필터의 소요 여과면적은 배출가스량을 여과속도로 나누어 구하며, 계산하면 1,250m2가 된다.

배출가스량을 초당 유량으로 바꾸면 $3{,}000\,\mathrm{m^3/min}\div60 = 50\,\mathrm{m^3/s}$이고, 여과속도 $4\,\mathrm{cm/s}=0.04\,\mathrm{m/s}$를 적용하면 여과면적은 $\dfrac{50}{0.04}=1{,}250\,\mathrm{m^2}$이다.

촉매연소법은 오염물질을 촉매 표면에서 산화시켜 최종적으로 이산화탄소와 물로 분해하는 방식이며, 메탄으로 전환되는 것이 아니다. 따라서 산화분해 생성물을 "메탄과 물"이라고 한 서술이 옳지 않다.

메탄은 그 자체가 가연성 탄화수소여서 산화의 최종 생성물이 될 수 없고, 완전산화가 목적인 촉매연소의 취지와도 맞지 않는다.

적용대상(가연성 악취성분, 황화수소, 암모니아 등), 직접연소 대비 질소산화물 발생이 적다는 특징, 할로겐 원소·납·아연·비소 등이 촉매독으로 작용해 바람직하지 않다는 설명은 촉매연소법의 일반적 특성과 일치한다.

벤투리 스크러버(Venturi Scrubber)의 액가스비는 0.3~1.5 L/m³ 범위가 적절하다.

벤투리 스크러버는 목(throat)부에서 고속의 가스와 세정액을 충돌시켜 액적을 미세하게 만들고 관성충돌로 미립자를 포집하는 방식이므로, 다른 세정식 집진장치에 비해 상대적으로 적은 세정수로도 높은 집진효율을 얻을 수 있다.

하루 황산화물 배출량은 $0.0504 \times S \times W$(Sm³/day)로 계산된다.

하루 중유 사용량은 8시간×W(L/hr)=8W(L)이고, 비중 0.9를 곱하면 중유 중량은 $8W\times0.9\ \mathrm{kg}$이며, 이 중 황 성분의 중량은 $8W\times0.9\times\dfrac{S}{100}\ \mathrm{kg}$이다.

황(원자량 32)은 전량 SO₂(표준상태 부피 22.4 Sm³/kmol)로 전환되므로, $8\times0.9\times\dfrac{22.4}{32\times100}=0.0504$가 되어 SOx 배출량은 $0.0504\,S\,W\ \mathrm{Sm^3/day}$로 정리된다.

압입통풍(force draft)은 송풍기로 연소용 공기를 노 내부로 밀어 넣는 방식이라 노내압이 정(+)압이 되며, 이 때문에 오히려 역화(화염 역류)의 우려가 있다. 노내압이 부(-)압이 되어 역화 우려가 없는 것은 흡인통풍 쪽이다.

연소용 공기를 예열할 수 있고, 흡인통풍보다 동력소모가 적으며, 상온의 공기를 다루므로 송풍기 고장이 적고 점검·보수가 쉽다는 설명은 압입통풍의 일반적 장점에 해당한다.

연소조절에 의한 NOx 저감은 연소온도를 낮추고 산소농도를 억제하는 방향으로 이루어지므로, 과잉공기량을 크게 하는 것은 오히려 연소용 산소를 늘려 NOx 발생을 키우는 방향이라 저감대책과 거리가 멀다.

• 배출가스 재순환은 연소가스 중 불활성 성분을 늘려 화염온도와 산소농도를 낮춘다.
• 연소용 공기의 예열온도를 낮추는 것은 최고화염온도를 낮춰 Thermal NOx 생성을 줄인다.
• 2단연소법은 연소를 두 단계로 나눠 국부적인 고온·과잉산소 구간을 줄인다.

이 혼합가스의 공기비는 약 1.20이다.

메탄은 $CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O$, 프로판은 $C_3H_8+5O_2\rightarrow 3CO_2+4H_2O$로 완전연소하므로 필요 산소량은 각각 부피의 2배, 5배이다.

1:1로 섞인 혼합가스 1Sm³ 중 이론산소량은 $0.5\times2+0.5\times5=3.5\ \mathrm{Sm^3}$, 이론공기량은 $A_o=3.5/0.21=16.67\ \mathrm{Sm^3}$이며, 공기비는 $m=\dfrac{20}{16.67}=1.20$으로 계산된다.

분리계수는 약 14.7이다.

분리계수는 원심력과 중력의 비로 $S=\dfrac{v^2}{R\,g}$이며, 접선속도 $v=6\ \mathrm{m/s}$, 반경 $R=25\ \mathrm{cm}=0.25\ \mathrm{m}$, 중력가속도 $g=9.8\ \mathrm{m/s^2}$를 대입하면 $S=\dfrac{6^2}{0.25\times9.8}=14.7$이 된다.

흡착탑의 돌파(파과)현상이 일어나면 배출가스 중 오염물질 농도가 갑자기 증가한다.

흡착제가 포화상태에 가까워지면 더 이상 오염물질을 붙잡지 못해 유입 농도에 가까운 오염물질이 그대로 빠져나오며, 파과점(breakthrough point)을 지나면서 출구 농도가 급상승한다. 가스의 양(유량)이 변하는 현상이 아니라 농도가 변하는 현상이라는 점이 구분 포인트다.

제시된 물질 중 아세톤이 최소감지농도(냄새 역치)가 가장 높다. 역치가 높다는 것은 그만큼 짙은 농도가 되어야 비로소 냄새를 감지할 수 있다는 뜻이다.

페놀, 초산, 염소는 매우 낮은 농도에서도 냄새를 감지할 수 있어 역치가 작은 편인 반면, 아세톤은 이들보다 훨씬 높은 농도에서야 감지된다.

화격자 바로 위에서는 거의 0에 가깝다가 위로 올라갈수록 계속 증가해 연소구역 상단에서 20%를 넘는 곡선, 즉 그래프 오른쪽 위로 치솟는 A 곡선이 CO에 해당한다.

상부 주입식(overfeed) 소각로는 연료를 위에서 넣고 공기는 화격자 아래에서 위로 통과시킨다. 그래서 아래쪽 층에서 산소가 먼저 소비되어 이산화탄소가 만들어지고, 그 가스가 위쪽의 고온 탄소층을 지나면서 $\mathrm{C+CO_2 \rightarrow 2CO}$ 반응으로 환원된다.

결과적으로 CO는 층을 통과할수록 누적되어 높이에 따라 단조 증가하는 형태가 되고, 그림에서 아래쪽 낮은 용적구성비에서 출발해 위로 갈수록 오른쪽(20% 이상)으로 휘어 올라가는 곡선이 바로 그것이다.

나머지 곡선은 성분별 거동으로 갈라 읽으면 된다. 산소는 공기가 들어오는 화격자 쪽에서 21% 부근으로 가장 크고 위로 갈수록 급격히 감소하고, 이산화탄소는 산소가 남아 있는 아래쪽에서 생성됐다가 위쪽 환원층에서 CO 로 바뀌므로 중간 높이에서 최대가 된 뒤 다시 낮아진다. 이처럼 증가·감소의 방향과 최댓값이 나타나는 높이로 곡선을 구분하는 것이 이 유형의 요령이다.

습윤 연소가스 중 SO₂의 부피 비율은 약 0.15%이다.

연료 1kg 기준 이론산소량은 $O_o=1.867C+5.6H+0.7S=1.867\times0.85+5.6\times0.12+0.7\times0.03=2.28\ \mathrm{Sm^3/kg}$이고, 이론공기량은 $A_o=O_o/0.21=10.86\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.

이론습윤연소가스량은 $G_{ow}=0.79A_o+1.867C+11.2H+0.7S=8.58+1.59+1.34+0.02=11.53\ \mathrm{Sm^3/kg}$이며, 공기비 1.2를 적용한 실제습윤가스량은 $G_w=G_{ow}+(m-1)A_o=11.53+0.2\times10.86=13.70\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.

SO₂ 발생량은 $0.7\times0.03=0.021\ \mathrm{Sm^3/kg}$이므로, 부피비는 $\dfrac{0.021}{13.70}\times100\approx0.15\%$가 된다.

나중 조건에서의 먼지 배출농도는 처음의 5배가 된다.

집진효율 99.6%일 때 통과율(배출율)은 $1-0.996=0.004$이고, 효율이 98%로 떨어지면 통과율은 $1-0.98=0.02$가 된다.

유입 먼지농도가 동일하므로 배출농도는 통과율에 비례하며, 배출농도비는 $\dfrac{0.02}{0.004}=5$로 계산된다. 효율 숫자의 차이는 1.6%p에 불과해도 배출량은 5배로 뛴다는 점이 고효율 집진에서 중요한 감각이다.

이행완료보고서는 실제로 이루어진 회수처리 결과를 확인하기 위한 서류이므로, 회수처리량·회수처리방법·회수처리기간, 해당 유류의 공급 또는 사용기간과 공급량·사용량, 저황유의 공급 또는 사용을 증명할 수 있는 자료 등을 담아야 한다.

반면 유류 제조회사가 자체적으로 실험한 황 함유량 검사 성적서는 제조 단계의 품질확인 자료일 뿐, 명령을 이행했는지를 확인하는 이행완료보고서의 기재사항과는 성격이 다르다.

연료의 황 함유량이 1.0% 이하인 경우 기본부과금의 농도별 부과계수는 0.4이다.

기본부과금은 배출량에 오염물질 1킬로그램당 부과금액, 지역별 부과계수, 농도별 부과계수 등을 곱해 산정하는데, 연료를 연소해 황산화물을 배출하는 시설은 사용한 연료의 황 함유량 구간에 따라 농도별 부과계수를 적용한다. 황 함유량이 낮은 연료를 쓸수록 계수가 작아져 부과금 부담이 줄어드는 구조로, 저황연료 사용을 유도하는 장치다.

이 문제에서 조업정지처분을 갈음하는 과징금의 상한액은 2억원이다.

배출시설을 운영하는 사업자에게 조업정지를 명해야 하지만 그 조업정지가 주민 생활, 대외 신용, 고용·물가 등 공익에 현저한 지장을 줄 우려가 있는 경우, 조업정지를 갈음해 과징금을 부과할 수 있도록 한 규정이며, 구체적 금액은 위반 정도와 배출시설 규모 등을 고려해 정해진다.

다만 과징금 상한과 산정방식은 이후 법 개정 대상이 되는 항목이므로, 실제 적용 시에는 현행 대기환경보전법 조문을 확인해야 한다.

LPG·CNG·바이오가스 같은 기체연료의 검사장비 목록에는 액체연료의 증류특성을 측정하는 증류시험기(Distillation Apparatus)가 포함되지 않는다.

증류시험은 비등점 구간별 유출량을 측정해 휘발유·경유 같은 액체연료의 품질을 평가하는 항목이므로, 가스 상태로 공급·저장되는 연료에는 적용할 수 없다.

반면 황함량 분석기, 밀도시험기, 동판부식시험기는 가스연료 검사에도 쓰이는 장비다.

개선명령 등의 이행보고와 관련된 대기오염도 검사기관에는 국립환경과학원, 시·도의 보건환경연구원, 수도권대기환경청 등 유역·지방환경관서가 해당하며, 한국환경산업기술원은 여기에 포함되지 않는다.

한국환경산업기술원은 환경기술 개발·환경산업 육성과 인증 지원을 주된 업무로 하는 기관으로, 대기오염도를 직접 측정·검사하는 기관이 아니기 때문이다.

자동차연료·첨가제·촉매제의 검사를 신청할 때 제출하는 것은 검사용 시료, 검사 시료의 화학물질 조성 비율을 확인할 수 있는 성분분석서, 촉매제의 경우 제품의 공정도 등이며, 제품의 판매계획은 제출 항목에 해당하지 않는다.

검사는 제품의 조성과 품질이 기준에 맞는지를 확인하는 절차이므로, 판매계획 같은 사업적 정보는 판단 자료가 되지 않는다.

환경기술인의 보수교육은 신규교육을 받은 날을 기준으로 3년마다 1회 받아야 한다.

환경기술인 교육은 신규교육과 보수교육으로 나뉘는데, 신규교육은 환경기술인으로 임명된 후 일정 기간 내에 한 차례 받고, 이후에는 변화하는 법령·기술 내용을 반영하기 위해 3년 주기로 보수교육을 이수하는 체계다.

교외대기측정망(지역배경농도), 지구대기측정망(기후·생태계 변화유발물질), 산성강하물측정망은 환경부장관이 설치·운영하는 국가 측정망인 반면, 대기중금속측정망은 시·도지사 등이 설치하는 측정망에 해당한다.

국가측정망은 광역적 오염 실태와 배경농도, 지구환경 변화를 파악하는 데 목적이 있고, 시·도지사는 관할 지역 주민 생활권의 대기질을 세부적으로 파악하기 위한 측정망(도시대기·도로변대기·대기중금속 등)을 설치·운영한다.

야적에 관한 비산먼지 억제기준은 야적물질 최고저장높이의 1/3 이상인 방진벽과 최고저장높이의 1.25배 이상인 방진망(막)을 설치하도록 정하고 있다. 따라서 이를 1/4 이상, 1.2배 이상으로 서술한 것은 기준에 맞지 않는다.

나머지 항목, 즉 야적물질을 1일 이상 보관하는 경우 방진덮개로 덮을 것, 야적물질로 인한 비산먼지 억제를 위해 살수시설을 설치할 것(고철 야적장·수용성 물질 등은 제외), 시멘트 제조용 원료 및 연료는 최대한 3면이 막히고 지붕이 있는 구조물 내에 보관할 것은 기준에 부합하는 내용이다.

자동차연료(휘발유) 제조기준상 황 함량은 10ppm 이하이다.

연료 중 황은 연소 과정에서 황산화물을 만들고 배출가스 후처리 촉매를 피독시키기 때문에, 저유황화 정책에 따라 기준이 단계적으로 강화되어 현재의 수준에 이르렀다. 다만 연료 제조기준은 개정이 잦은 항목이므로 실무 적용 시에는 최신 고시·시행규칙을 확인해야 한다.

대기오염물질발생량 합계를 기준으로 한 사업장 분류에서 3종사업장은 연간 10톤 이상 20톤 미만인 사업장이다.

구분은 1종 80톤 이상, 2종 20톤 이상 80톤 미만, 3종 10톤 이상 20톤 미만, 4종 2톤 이상 10톤 미만, 5종 2톤 미만으로, 발생량이 많을수록 낮은 종번호가 부여된다. 이 종별 구분은 환경기술인 자격기준, 자가측정 주기 등 배출시설 관리 강도를 정하는 기준이 된다.

일반오염물질의 배출허용기준초과 일일 오염물질 배출량은 소수점 이하 첫째 자리까지 계산한다.

일일초과배출량은 일일유량과 배출허용기준 초과농도를 곱해 구하는데, 배출량 규모가 큰 일반오염물질은 소수점 이하 첫째 자리까지, 미량으로도 위해성이 큰 특정대기유해물질은 더 세밀하게 소수점 이하 넷째 자리까지 계산하도록 구분하고 있다.

기본부과금의 부과대상 오염물질은 황산화물, 먼지, 질소산화물이다.

종전에는 황산화물과 먼지만 대상이었으나 2018년 12월 31일 개정으로 질소산화물이 추가되어 세 가지가 되었다. 암모니아, 시안화수소, 이황화탄소 등은 초과부과금 대상 오염물질에서 다루어질 뿐 기본부과금 대상이 아니다.

자동차 배출가스로 인한 위해를 줄이기 위해 설립된 협회는 한국자동차환경협회이다.

이 협회는 배출가스 저감장치 및 저공해엔진의 보급·관리, 노후차 저공해화 사업 지원 등 자동차 부문의 대기환경 개선 업무를 수행한다.

오존 대기오염경보 중 중대경보는 기상조건 등을 고려해 해당 지역 대기자동측정소의 오존농도가 0.5ppm 이상일 때 발령한다.

오존 경보는 단계가 올라갈수록 발령 농도가 높아져 주의보 0.12ppm 이상, 경보 0.3ppm 이상, 중대경보 0.5ppm 이상 순으로 구분된다. 단계별로 실외활동 자제 권고에서 차량 통행 제한 등 조치의 강도도 함께 높아진다.

특정대기유해물질에는 프로필렌 옥사이드, 염화비닐, 아닐린 등이 포함되지만, 브롬 및 그 화합물은 특정대기유해물질이 아니다.

브롬 및 그 화합물은 대기오염물질로는 규정되어 있으나, 발암성이나 만성 독성이 강해 별도로 지정·관리하는 특정대기유해물질 목록에는 들어 있지 않다는 점이 구분 포인트다.