24-2
벤젠을 취급하는 작업장에서 1일 8시간 작업하는 근로자가 오전 3시간 동안 60 ppm, 오후 4시간 동안 45 ppm의 벤젠에 노출되었다. 다음 물음에 답하시오.
(단, 벤젠의 노출기준(TLV)은 50 ppm이다.)
(1) 이 작업장의 벤젠 노출에 대한 시간가중평균농도 TWA(ppm)를 구하시오.
(2) 노출기준의 초과 여부를 판정하시오.
(1) 45 ppm
(2) 노출지수가 0.9로 1보다 작으므로 노출기준을 초과하지 않는다.
[해설]
시간가중평균농도(TWA)는 노출농도×노출시간을 모두 더해 항상 8시간으로 나눈다. 노출지수는 TWA를 노출기준으로 나눈 값이며 1과 비교해 판정한다.
TWA = (60 × 3 + 45 × 4) / 8
= 360 / 8
= 45 ppm
EI = 45 / 50 = 0.9 < 1 → 노출기준을 초과하지 않음
혼동 주의: 노출된 7시간으로 나누면 51.43 ppm이 되어 판정이 뒤집힌다. 노출되지 않은 나머지 1시간은 0 ppm으로 본다.
24-2
금속흄과 같이 분진 등이 열적으로 생기는 장소에서 착용하는 방진마스크는 「보호구 안전인증 고시」상 어느 등급에 해당하는지 쓰시오.
1급
[해설]
보호구 안전인증 고시는 금속흄처럼 열적으로 생기는 분진 등이 발생하는 장소를 1급 방진마스크 착용장소로 정한다.
금속흄은 녹은 금속의 증기가 공기 중에서 응축·산화된 1 μm 안팎의 미세입자라 폐 깊숙이 들어간다. 아크용접 작업장이 대표적인 발생장소다.
혼동 주의: 베릴륨처럼 독성이 강한 물질의 분진과 석면 취급장소는 특급이고, 특급·1급 착용장소를 제외한 나머지 분진 발생장소가 2급이다.
24-2
공기 중 사염화탄소 농도가 5,000 ppm인 작업장이 있다. 사염화탄소가 섞인 이 공기의 유효비중을 소수점 넷째 자리까지 구하시오.
(단, 사염화탄소의 비중은 5.7, 공기의 비중은 1.0으로 한다.)
1.0235
[해설]
유효비중은 오염물질과 공기의 비중을 각각의 부피분율로 가중평균한 값이다.
유효비중 = (5,000 × 5.7 + 995,000 × 1.0) / 106
= (28,500 + 995,000) / 106
= 1.0235
무거운 증기도 ppm 수준에서는 혼합공기 비중이 1에 가까워 바닥에 깔리기보다 실내 기류를 따라 움직인다.
「산업안전보건법령」에 따라 관리대상 유해물질을 취급하는 작업에 근로자를 종사하도록 하는 경우, 사업주가 근로자를 그 작업에 배치하기 전에 알려야 하는 사항을 3가지 쓰시오.
(단, “그 밖에 근로자의 건강장해 예방에 관한 사항”은 제외한다.)
① 관리대상 유해물질의 명칭 및 물리적·화학적 특성
② 인체에 미치는 영향과 증상
③ 취급상의 주의사항
(착용하여야 할 보호구와 착용방법, 위급상황 시의 대처방법과 응급조치 요령도 정답으로 인정)
[해설]
산업안전보건기준에 관한 규칙 제449조(유해성 등의 주지)에 따라 관리대상 유해물질 취급 작업에는 근로자를 배치하기 전에 다음 사항을 알려야 한다.
- 명칭 및 물리적·화학적 특성 — 어떤 물질인지, 증기압·인화성처럼 어떻게 퍼지고 어떤 위험이 있는지 알려 준다.
- 인체에 미치는 영향과 증상 — 노출됐을 때 나타나는 증상을 알아야 근로자가 이상 징후를 스스로 알아챈다.
- 취급상의 주의사항 — 국소배기 사용, 용기 밀폐처럼 작업 중에 지킬 것들이다.
- 착용하여야 할 보호구와 착용방법 — 어떤 보호구를 어떻게 써야 하는지다.
- 위급상황 시의 대처방법과 응급조치 요령 — 누출·흡입·피부 접촉이 일어났을 때의 행동 요령이다.
외우는 요령: “무엇인가 → 몸에 어떤 해 → 평소 취급 → 보호구 → 사고 시” 순서로 떠올리면 빠뜨리지 않는다. 문제에서 제외한 ‘그 밖에 건강장해 예방에 관한 사항’까지 합치면 법령상 모두 여섯 가지다.
24-2
여과지를 사용하여 어떤 작업장의 분진을 채취하고 무게를 측정하였다. 다음 조건에서 이 작업장의 공기 중 분진 농도(mg/m³)를 구하시오.
• 채취한 공기량 : 850 L
• 필터 자체의 무게 : 5 mg
• 채취 전 여과지의 무게 : 20 mg
• 채취 후 여과지의 무게 : 22.5 mg
2.94 mg/m³
[해설]
중량분석법에서 분진 농도는 여과지에 포집된 분진 질량을 채취한 공기 부피로 나눈 값이다.
분진 질량 = 22.5 − 20 = 2.5 mg
공기 부피 = 850 L ÷ 1,000 = 0.85 m3
농도 = 2.5 ÷ 0.85 = 2.94 mg/m3
혼동 주의: 필터 자체 무게 5 mg은 채취 전·후 무게에 똑같이 들어 있어 차이를 구하면 상쇄되므로 쓰지 않는다. L를 m3로 바꾸지 않으면 1,000배 작은 값이 나온다.
24-2
산업피로의 생리학적 원인을 3가지 쓰시오.
① 산소 공급의 부족
② 혈중 포도당 농도의 저하
③ 근육 내 글리코겐 양의 감소
[해설]
산업피로의 생리학적 원인은 근육에 필요한 산소·에너지원 공급이 수요를 따라가지 못하는 데서 나온다.
- 산소 공급의 부족 — 작업강도가 심폐기능이 운반할 수 있는 산소량을 넘으면 무산소 대사로 부족분을 메우게 되어 효율이 떨어진다.
- 혈중 포도당 농도의 저하 — 오래 작업하면 혈당과 간 글리코겐이 소모되어 근육에 보낼 당이 모자라게 된다.
- 근육 내 글리코겐 양의 감소 — 근육에 저장된 연료가 줄어들어 지구성 작업 능력이 직접 떨어진다.
이 밖에 혈중 젖산 농도의 증가(산소가 부족한 상태에서 당을 분해할 때 생기는 산물이 쌓이는 것)도 정답으로 인정된다.
혼동 주의: 활동자원 소모·중간대사물질 축적·체내 물리화학적 변조·조절기능 저하는 피로의 발생기전(본질)을 묻는 문제의 답이다.
유입손실계수가 0.65인 원형 후드의 직경이 20 cm이고 송풍량이 40 m³/min일 때, 후드의 정압(mmH2O)을 구하시오.
(단, 표준공기(21 ℃, 1 atm)의 밀도(비중량)는 1.2 kg/m³(1.2 kgf/m³), 중력가속도는 9.8 m/s²이다.)
(후드 안은 대기압보다 낮으므로 부호를 붙이면 −45.49 mmH2O)
[해설]
후드 정압은 속도압과 유입손실의 합이므로 SPh = VP × (1 + F)로 구한다.
A = π/4 × 0.22 = 0.0314 m2
V = (40/60) ÷ 0.0314 = 21.22 m/s
VP = 1.2 × 21.222 ÷ (2 × 9.8) = 27.57 mmH2O
SPh = 27.57 × (1 + 0.65) = 45.49 mmH2O
후드 안은 대기압 아래의 음압이므로 부호를 붙이면 −45.49 mmH2O이다.
혼동 주의: 0.65는 유입손실계수 F이며 유입계수 Ce와는 Ce = √(1/(1 + F)) 관계다.
다음은 「사무실 공기관리 지침」의 내용이다. ( ) 안에 알맞은 수를 쓰시오.
• 공기정화시설을 갖춘 사무실의 환기횟수는 시간당 ( ① )회 이상으로 한다.
• 공기의 측정시료는 사무실 안에서 공기질이 가장 나쁠 것으로 예상되는 ( ② )곳 이상에서 채취하고, 측정은 사무실 바닥면으로부터 0.9 m 이상 1.5 m 이하의 높이에서 한다.
• 일산화탄소의 시료채취시간은 업무 시작 후 1시간 전후 및 업무 종료 1시간 전후에 각각 ( ③ )분간으로 한다.
① 4
② 2
③ 10
[해설]
사무실 공기관리 지침에 정해진 환기·시료채취 기준 수치다.
- 환기횟수는 시간당 4회 이상 — 정화시설이 있어도 CO2·냄새 같은 가스는 걸러지지 않으므로 바깥 공기를 들여야 한다.
- 측정시료는 2곳 이상에서 채취 — 평균적인 지점이 아니라 공기질이 가장 나쁠 것으로 예상되는 곳을 고르며, 0.9~1.5 m는 근로자가 숨 쉬는 높이다.
- 일산화탄소는 각각 10분간 채취 — 농도 변동이 커서 순간값이 아니라 10분 평균으로 잡는다.
함께 외울 것: 근로자 1인당 외부공기 공급량은 0.57 m3/min 이상이다. 사무실 면적이 500 m2를 넘으면 500 m2당 채취지점을 1곳씩 늘린다.
24-2
급성중독을 일으키는 물질인 에틸벤젠의 노출기준은 100 ppm이다. 이 물질을 다루는 작업장에서 근로자가 하루 10시간씩 일한다면 보정된 노출기준이 몇 ppm인지 구하시오.
(단, Brief와 Scala의 보정방법을 적용한다.)
70 ppm
[해설]
Brief와 Scala 보정법은 8시간보다 길게 일할 때 늘어난 노출시간과 줄어든 회복시간을 함께 반영해 노출기준을 낮춘다.
RF = (8/H) × (24 − H)/16 = (8/10) × (14/16) = 0.7
보정 노출기준 = 100 ppm × 0.7 = 70 ppm
8/H는 길어진 노출시간, (24 − H)/16은 짧아진 회복시간(표준 16시간)에 대한 보정이다. 혼동 주의: 급성중독 물질은 이 1일 기준 식을 쓰고, 만성중독 물질은 주 단위 식 RF = (40/H) × (168 − H)/128을 쓴다.
「산업안전보건법령」에 따라 산업재해가 발생한 때에 사업주가 기록·보존해야 하는 사항을 4가지 쓰시오.
(단, 산업재해조사표의 사본을 보존하거나 요양신청서의 사본에 재해 재발방지 계획을 첨부하여 보존한 경우는 제외한다.)
① 사업장의 개요 및 근로자의 인적사항
② 재해 발생의 일시 및 장소
③ 재해 발생의 원인 및 과정
④ 재해 재발방지 계획
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 제72조가 정한 기록·보존 사항이며, 보존 기간은 3년이다.
- 사업장의 개요 및 근로자의 인적사항 — 어느 사업장에서 누가 다쳤는지를 남긴다.
- 재해 발생의 일시 및 장소 — 언제·어디서 일어났는지를 남긴다.
- 재해 발생의 원인 및 과정 — 왜·어떻게 일어났는지를 남긴다.
- 재해 재발방지 계획 — 같은 재해를 앞으로 어떻게 막을지를 남긴다.
외우는 요령: “누가 → 언제·어디서 → 왜·어떻게 → 앞으로” 순서로 떠올린다. 산업재해조사표 사본을 보존했다면 이 기록을 따로 하지 않아도 된다.
먼지의 가상직경 가운데 공기역학적 직경(aerodynamic diameter)이 무엇인지 설명하시오.
대상 먼지와 침강속도가 같으면서 밀도가 1 g/cm³인 구형 입자로 환산했을 때 그 구의 직경
[해설]
공기역학적 직경은 모양·밀도가 제각각인 실제 먼지를 침강속도로 표준화한 가상직경이다.
대상 먼지와 침강속도가 같은 밀도 1 g/cm3인 구형 입자의 직경이므로 밀도가 큰 입자는 실제보다 크게, 속이 빈 가벼운 입자는 작게 나온다.
호흡기 침착과 사이클론·관성충돌기의 분리가 침강·관성으로 정해지므로 흡입성·흉곽성·호흡성 분진 기준도 이 직경을 쓴다.
혼동 주의: 스토크스 직경은 밀도까지 대상 입자와 같은 구의 직경이라 밀도를 1로 고정하지 않는다.
개인보호구를 선정할 때 보호구가 갖추어야 할 구비조건을 4가지 쓰시오.
① 착용이 간편하고 착용한 채로 작업하기 쉬울 것
② 작업에 방해가 되지 않을 것
③ 유해·위험요소에 대한 방호성능이 충분할 것
④ 사용 목적에 적합할 것
[해설]
보호구는 공학적 대책으로 다 막지 못한 노출을 막는 최후 수단이므로, 구비조건은 착용성과 방호성능 두 축으로 나뉜다.
- 착용이 간편하고 착용한 채 작업하기 쉬울 것 — 불편한 보호구는 결국 벗어 놓게 된다.
- 작업에 방해가 되지 않을 것 — 시야나 손놀림을 막으면 그 자체가 재해 원인이 된다.
- 방호성능이 충분할 것 — 유해·위험요소의 종류와 농도를 막아낼 성능을 갖춰야 한다.
- 사용 목적에 적합할 것 — 분진 작업에 유기가스용 정화통을 쓰는 것처럼 목적에 맞지 않으면 착용해도 보호되지 않는다.
혼동 주의: 안전인증품 사용, 근로자 수 이상 지급, 개인 전용으로 청결하게 보관하는 것은 구비조건이 아니라 보호구를 고른 뒤의 관리 사항이다.
24-2
작업장의 음압수준이 95 dB(A)이고 근로자가 차음평가수(NRR)가 19인 귀덮개를 착용하고 있을 때, 다음 물음에 답하시오.
(1) 귀덮개의 차음효과(dB(A))를 구하시오.
(2) 근로자가 노출되는 음압수준(dB(A))을 구하시오.
(1) 6 dB(A)
(2) 89 dB(A)
[해설]
NRR로 귀덮개 차음효과를 구할 때는 (NRR − 7) × 0.5 식을 쓴다.
차음효과 = (19 − 7) × 0.5 = 6 dB(A)
노출 음압수준 = 95 − 6 = 89 dB(A)
7을 빼는 것은 C 특성으로 잰 NRR을 A 특성으로 보정하기 위해서이고, 0.5는 실제 착용 시 표시 성능의 절반만 인정하는 안전율이다.
24-2
작업장 공기 중의 납 농도를 측정하려고 한다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 시료채취에 쓰기 알맞은 여과지를 1가지 쓰시오.
(2) 그 여과지가 금속흄 채취에 적합한 이유를 2가지 쓰시오.
(1) MCE 막여과지
(2) ① 산에 쉽게 용해되고 가수분해되어 습식회화가 잘 되므로, 채취한 금속을 용액으로 만들어 분석하기 쉽다
② 공극이 작고 입자가 여과지 표면에 침착되어 미세한 금속흄까지 포집된다
[해설]
MCE 막여과지(혼합 셀룰로오스 에스테르 막여과지)는 금속·석면 시료채취에 표준으로 쓰는 여과지다.
- 산에 쉽게 녹는다 — 여과지째 습식회화(산으로 유기물을 분해해 녹이는 전처리)를 하면 포집한 금속이 모두 용액으로 옮겨져 원자흡광·ICP 분석이 쉽다.
- 입자가 표면에 쌓인다 — 공극이 0.45~0.8 μm로 작고 입자가 여과지 속으로 파고들지 않으므로 미세한 금속흄도 포집·회수된다.
혼동 주의: MCE는 흡습성이 커서 습도에 따라 무게가 달라지므로, 중량분석에는 PVC 여과지를 쓴다.
「산업안전보건법령」이 정한 근골격계부담작업 가운데 일부를 아래에 옮겼다. ①~⑥에 들어갈 값을 각각 쓰시오. (단, 단기간작업이나 간헐적인 작업은 제외한다.)
• 자료입력 등을 위해 키보드나 마우스를 하루 ( ① ) 이상 집중적으로 조작하는 작업
• 목, 어깨, 팔꿈치, 손목 또는 손을 사용하여 같은 동작을 하루 총 ( ② ) 이상 반복하는 작업
• 하루 ( ③ ) 이상 ( ④ ) 이상의 물체를 드는 작업
• 쪼그려 앉거나 무릎을 굽힌 자세에서 하루 총 ( ⑤ ) 이상 이루어지는 작업
• 지지되지 않은 상태에서 ( ⑥ ) 이상의 물건을 한 손으로 들거나 같은 힘으로 쥐는 작업을 하루 총 2시간 이상 하는 경우
① 4시간
② 2시간
③ 10회
④ 25 kg
⑤ 2시간
⑥ 4.5 kg
[해설]
근골격계부담작업의 범위 및 유해요인조사 방법에 관한 고시가 정한 11가지 부담작업 가운데 일부다.
- 키보드·마우스 집중 조작은 하루 4시간 이상이다.
- 목·어깨·팔꿈치·손목·손으로 같은 동작 반복은 하루 총 2시간 이상이다.
- 무거운 물체 들기는 하루 10회 이상, 25 kg 이상이다.
- 쪼그려 앉거나 무릎을 굽힌 자세는 하루 총 2시간 이상이다.
- 지지 없이 한 손으로 들거나 쥐는 물건은 4.5 kg 이상이다.
시간 기준은 키보드·마우스만 4시간이고 나머지는 모두 하루 총 2시간이다. 혼동 주의: 25회·10 kg은 무릎 아래·어깨 위·팔을 뻗은 자세로 드는 별도 항목이니 10회·25 kg과 뒤섞지 않는다.
24-2
「산업안전보건법」은 일정한 직무를 맡은 사람에게 그 직무에 필요한 안전보건 신규교육과 보수교육을 이수하도록 정하고 있다. 아래 ①~④ 가운데 이러한 직무교육 대상에 해당하는 사람의 번호를 모두 적으시오.
① 사업주
② 안전관리자
③ 보건관리자
④ 안전보건관리담당자
②, ③, ④
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 제29조에 따라 직무교육(신규·보수교육)은 사업장에 선임된 안전보건 업무 담당자가 받는다.
- 안전관리자 — 안전 분야의 기술적 업무를 맡도록 선임된 사람이다.
- 보건관리자 — 보건 분야의 기술적 업무를 맡도록 선임된 사람이다.
- 안전보건관리담당자 — 소규모 사업장에서 안전·보건 업무를 함께 맡는 사람이다.
사업주는 이들을 선임하고 교육을 받게 할 의무를 지는 쪽이므로 직무교육 대상이 아니다. 신규교육은 선임 후 3개월(보건관리자가 의사이면 1년) 이내에 받고, 보수교육은 신규교육을 이수한 뒤 매 2년이 되는 날의 전후 6개월 사이에 받는다.
입경이 15 μm이고 밀도가 1.3 g/cm³인 입자의 침강속도(cm/s)를 구하시오.
(단, 공기의 점성계수는 1.78 × 10⁻⁴ g/cm·s, 공기의 밀도는 0.0012 g/cm³, 중력가속도는 980 cm/s²이다.)
= 0.89 cm/s
[해설]
점성계수와 중력가속도가 주어졌으므로 스토크스(Stokes) 종말침강속도 식으로 푼다.
Vs = dp2(ρp − ρa)g ÷ 18μ
= (15 × 10−4)2 × (1.3 − 0.0012) × 980 ÷ (18 × 1.78 × 10−4)
= (2.864 × 10−3) ÷ (3.204 × 10−3) = 0.89 cm/s
입경은 다른 값에 맞춰 cm로 바꿔야 하며(15 μm = 15 × 10−4 cm), 제곱항이라 환산을 빠뜨리면 오차가 크게 커진다. 침강속도는 입경의 제곱에 비례하므로 미세입자일수록 공기 중에 오래 떠 있다.
24-2
공기 중 휘발성유기화합물(VOC)을 연소로 처리하는 다음 두 방식의 특징을 각각 2가지씩 쓰시오.
(1) 불꽃연소법
(2) 촉매산화법
(1) 불꽃연소법
① 고농도 VOC 처리에 적합하다
② 고온에서 완전산화시키므로 제거효율이 높다
(2) 촉매산화법
① 저농도 VOC 처리에 적합하다
② 낮은 온도에서 산화되므로 운전에 드는 연료비가 적다
[해설]
두 방식 모두 VOC를 산화시켜 CO2와 H2O로 바꾸며, 차이는 화염으로 태우느냐 촉매를 쓰느냐에 있다.
- 불꽃연소법은 고농도에 적합하다 — VOC 자체가 연료 구실을 해서 보조연료가 덜 든다.
- 불꽃연소법은 제거효율이 높다 — 고온에서 체류시간을 충분히 주면 거의 완전산화된다.
- 촉매산화법은 저농도에 적합하다 — 태울 VOC가 적어 직접 연소가 비효율적인 저농도·대풍량 배기에 쓴다.
- 촉매산화법은 연료비가 적다 — 촉매가 반응온도를 낮춰 주므로 가열에 드는 연료가 적다.
외우는 요령: 고농도는 불꽃, 저농도는 촉매다. 촉매산화법은 황·할로겐 같은 촉매독이나 분진 때문에 촉매 활성이 떨어지는 것이 단점이다.
24-2
어떤 작업장에서 사용하는 장방형 덕트의 단변이 0.2 m, 장변이 0.6 m이고 송풍량이 240 m³/min일 때, 덕트 길이 10 m당 압력손실(mmH₂O)을 구하시오.
(단, 관마찰계수는 0.019, 표준공기의 비중량은 1.2 kgf/m³, 중력가속도는 9.8 m/s²이다.)
43.08 mmH₂O
[해설]
장방형 덕트는 원형 덕트 마찰손실 식에 직경 대신 상당직경(수력직경)을 넣어 ΔP = λ × (L/De) × VP로 구한다.
De = 2ab/(a + b) = (2 × 0.6 × 0.2)/(0.6 + 0.2) = 0.3 m
V = (240/60) ÷ (0.6 × 0.2) = 33.33 m/s
VP = 1.2 × 33.332 ÷ (2 × 9.8) = 68.03 mmH2O
ΔP = 0.019 × (10/0.3) × 68.03 = 43.08 mmH2O
혼동 주의: 유속은 상당직경으로 만든 원의 면적이 아니라 실제 단면적 0.12 m2로 나눠 구한다.
24-2
어떤 사업장에서 근로자의 노출농도를 다음과 같이 조사하였다. 조사 결과를 노출인년(person-years of exposure)으로 환산하시오.
• 조사기간 6개월 : 8명
• 조사기간 1년 : 20명
• 조사기간 3년 : 10명
54 인년
[해설]
노출인년은 관찰기간이 서로 다른 집단을 1년 동안 관찰한 인원으로 환산해 합친 값이다. 각 집단의 인원에 관찰기간(년)을 곱해 모두 더한다.
노출인년 = Σ(근로자 수 × 관찰기간)
= (8 × 0.5) + (20 × 1) + (10 × 3)
= 4 + 20 + 30 = 54 인년
혼동 주의: 6개월은 반드시 0.5년으로 바꿔 곱한다. 이 값은 역학조사에서 발생률을 구할 때 분모로 쓰인다.