23-3
다음 분진에 장기간 노출될 경우 발생할 수 있는 진폐증의 명칭을 각각 쓰시오.
(1) 유리규산
(2) 면 분진
(3) 석탄 분진
(1) 규폐증
(2) 면폐증
(3) 탄광부진폐증(석탄폐증)
[해설]
진폐증은 분진이 폐에 쌓여 생기는 질환이며, 원인 분진의 이름을 따서 부른다.
- 규폐증 — 광업·주물·석재 가공에서 결정형 유리규산(석영)을 들이마셔 폐에 단단한 결절이 생긴다.
- 면폐증 — 방적 공정의 면·아마 같은 식물성 섬유 분진이 원인이며, 휴일 뒤 첫 출근일에 가슴이 답답해지는 월요일 증상이 특징이다.
- 탄광부진폐증(석탄폐증) — 탄광의 석탄 분진이 원인이며, 병이 진행되면 진행성 거대섬유증으로 악화된다.
함께 외워 둘 짝: 석면은 석면폐증, 철은 용접공폐증(철폐증), 베릴륨은 베릴륨폐증이다.
23-3
어떤 작업장에서 크실렌(분자량 106)이 100 ℃로 유지되는 건조로 안에서 시간당 1.6 L씩 증발하고 있다. 크실렌의 폭발을 방지하기 위해 필요한 환기량(m³/min)을 온도를 보정하여 구하시오.
(단, 작업장의 온도는 21 ℃, 1기압이고 크실렌의 폭발범위는 1 ~ 7 %, 비중은 0.88, 안전계수는 10, 온도에 대한 보정상수는 1.0이다.)
6.77 m³/min
[해설]
폭발방지 환기량은 증기를 폭발하한계(LEL) 아래로 희석하는 데 필요한 공기량이다. 식의 24.1은 21 ℃·1기압에서 기체 1몰이 차지하는 부피(L)이다.
Q = 24.1 × S × W × C × 102 / (M × LEL × B)
W = 1.6 L/hr ÷ 60 = 0.02667 L/min
Q21 = 24.1 × 0.88 × 0.02667 × 10 × 102 / (106 × 1 × 1.0) = 5.34 m3/min
건조로 안은 100 ℃이므로 절대온도 비로 부피를 보정한다.
Q100 = 5.34 × (273 + 100) / (273 + 21) = 6.77 m3/min
혼동 주의: 폭발범위 상한 7 %는 쓰지 않고 하한 1 %만 대입한다. 보정상수 B(120 ℃ 미만은 1.0)와 절대온도 부피 보정은 별개이므로 모두 적용한다.
23-3
국소배기장치의 제어풍속이 설계할 때보다 떨어져 후드 쪽으로 오염물질이 제대로 흡인되지 않고 있다. 이처럼 후드의 흡인능력이 부족해지는 원인을 3가지 쓰시오.
① 송풍기의 용량이 부족한 경우
② 후드 주변에 심한 난기류가 형성된 경우
③ 덕트 내부에 분진이 과다하게 퇴적된 경우
[해설]
후드의 흡인능력이 떨어지는 원인은 계통 전체의 풍량 감소와 후드 주변 기류 교란 두 갈래로 나뉜다.
- 송풍기 용량 부족 — 설계 때 필요풍량이나 압력손실을 적게 잡았거나 벨트가 미끄러져 회전수가 떨어지면 풍량 자체가 모자란다.
- 후드 주변 난기류 — 창문·출입문으로 들어오는 바깥 공기나 선풍기 바람이 흡인기류를 흐트러뜨려 오염물질이 후드 밖으로 빠져나간다.
- 덕트 내 분진 퇴적 — 쌓인 분진이 덕트 단면을 좁혀 압력손실이 커지고 그만큼 풍량이 줄어든다.
이 밖에 발생원과 후드 사이가 먼 경우, 덕트 접속부로 공기가 새는 경우, 공기정화장치 여과재가 막힌 경우도 원인이다.
23-3
유기용제를 취급하는 작업장에서 톨루엔 농도(ppm)를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 물음에 답하시오.
60, 148, 175, 65, 85, 110, 55, 50, 210, 180, 200, 222
(1) 산술평균(ppm)을 구하시오.
(2) 기하평균(ppm)을 구하시오.
(1) 130.00 ppm
(2) 113.05 ppm
[해설]
작업장 농도는 오른쪽 꼬리가 긴 대수정규분포를 따르는 경우가 많아, 산술평균과 함께 기하평균을 구한다.
산술평균 = Σx / N
= (60 + 148 + 175 + 65 + 85 + 110 + 55 + 50 + 210 + 180 + 200 + 222) / 12
= 1,560 / 12 = 130.00 ppm
log(GM) = Σlog x / N
= 24.6394 / 12 = 2.0533
GM = 102.0533 = 113.05 ppm
혼동 주의: 로그값 2.0533을 답으로 적지 말고 반드시 10의 거듭제곱으로 되돌린다. 측정값이 흩어져 있으면 기하평균은 늘 산술평균에 못 미친다.
23-3
「산업안전보건법령」에서 정한 중대재해에 해당하는 재해를 3가지 쓰시오.
① 사망자가 1명 이상 발생한 재해
② 3개월 이상의 요양이 필요한 부상자가 동시에 2명 이상 발생한 재해
③ 부상자 또는 직업성 질병자가 동시에 10명 이상 발생한 재해
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 제3조는 중대재해를 사망 여부, 부상 정도, 재해자 수라는 세 가지 기준으로 정한다.
- 사망 재해 — 사망자가 1명만 발생해도 해당한다.
- 중상자 다수 재해 — 3개월 이상 요양이 필요한 부상자가 동시에 2명 이상이어야 하며, 요양기간과 인원을 모두 충족해야 한다.
- 다수 재해 — 부상자 또는 직업성 질병자가 동시에 10명 이상이면 요양기간과 관계없이 해당한다.
혼동 주의: 중대재해처벌법의 중대산업재해는 6개월 이상 치료가 필요한 부상자 2명 이상, 1년 이내 직업성 질병자 3명 이상이 기준이라 다르다.
23-3
공기 중 입자상 물질을 여과지로 채취할 때 작용하는 다음 포집기전에 대하여, 각 기전에 영향을 미치는 인자를 2가지씩 쓰시오.
(1) 직접차단(간섭)
(2) 관성충돌
(3) 확산
(1) 직접차단(간섭) —
① 입자의 크기(직경)
② 여과지의 기공 크기(섬유의 직경)
(2) 관성충돌 —
① 입자의 크기
② 입자의 속도(여과지로의 면속도)
(3) 확산 —
① 입자의 크기
② 여과지로의 면속도
[해설]
여과포집에는 직접차단·관성충돌·확산이 함께 작용한다. 입자가 섬유에 붙는 원리가 기전별로 달라 영향인자도 서로 다르다.
- 직접차단 — 기류를 따라가던 입자가 섬유를 스치며 닿아 잡히는 것으로, 입자 크기와 여과지 기공 크기(섬유 직경)가 좌우한다.
- 관성충돌 — 큰 입자가 휘는 기류를 따라가지 못하고 섬유에 부딪히는 것으로, 입자가 크고 면속도가 빠를수록 잘 잡힌다.
- 확산 — 작은 입자가 브라운운동으로 움직이며 섬유에 닿는 것으로, 입자가 작고 면속도가 느릴수록 잘 잡힌다.
관성충돌과 확산은 속도의 영향이 정반대여서 약 0.3 μm에서 포집효율이 가장 낮아진다. 이 크기를 최대투과입경(MPPS)이라 한다.
23-3
오염원으로부터 0.5 m 떨어진 위치에 가로 1 m, 세로 1 m인 정사각형 개구면을 가진 외부식 후드가 설치되어 있다. 제어속도가 2.5 m/sec일 때 필요환기량(m³/min)을 구하시오.
(단, 후드에는 플랜지가 부착되어 있고 자유공간에 설치되어 있다.)
393.75 m³/min
[해설]
자유공간에 설치한 외부식 후드의 필요환기량은 Q = Vc(10X2 + A)로 구한다. 플랜지를 붙이면 후드 뒤쪽에서 빨려 드는 공기가 막히므로 여기에 0.75를 곱한다.
A = 1 × 1 = 1 m2
Q = 0.75 × 2.5 × (10 × 0.52 + 1) = 0.75 × 2.5 × 3.5 = 6.5625 m3/sec
Q = 6.5625 × 60 = 393.75 m3/min
혼동 주의: 플랜지가 없으면 525 m3/min이 나온다. 초당 값에 60을 곱하는 단위 환산도 빠뜨리기 쉽다.
「산업안전보건법령」상 보건관리자가 될 수 있는 사람의 자격을 3가지 쓰시오.
① 「의료법」에 따른 의사
② 「간호법」에 따른 간호사
③ 산업위생관리산업기사 또는 대기환경산업기사 이상의 자격을 취득한 사람
[해설]
산업안전보건법 시행령 별표 6이 보건관리자의 자격을 정하고 있으며, 이 가운데 세 가지를 쓰면 된다.
- 「의료법」에 따른 의사 — 건강진단 사후관리·상담 등 근로자의 건강을 직접 관리한다.
- 「간호법」에 따른 간호사 — 간호사 면허의 근거 법이 「의료법」에서 「간호법」으로 옮겨졌다.
- 산업위생관리산업기사 또는 대기환경산업기사 이상 — 작업환경 측정·개선을 맡는 기술 자격으로, 산업기사 이상이면 된다.
이 밖에 산업보건지도사, 인간공학기사 이상, 전문대학 이상에서 산업보건·산업위생 학위를 받은 사람도 자격이 있다. 혼동 주의: 안전관리자 자격은 별표 4에 따로 정해져 목록이 다르다.
23-3
덕트에 설치된 70° 곡관의 압력손실(mmH₂O)을 구하시오.
(단, 덕트 내 공기의 유속은 20 m/sec, 공기의 밀도는 1.2 kg/m³, 덕트의 직경은 20 cm, 곡관 중심선의 곡률반경은 50 cm이며, 곡률반경비에 따른 압력손실계수는 다음 표와 같다.)
| 곡률반경비 (R/D) | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 | 2.50 | 2.75 |
| 압력손실계수 (ζ) | 0.55 | 0.39 | 0.32 | 0.27 | 0.26 | 0.22 | 0.20 |
4.19 mmH₂O
[해설]
곡관의 압력손실은 ΔP = ζ × (θ/90) × VP로 구한다. 표의 압력손실계수는 90° 곡관 기준이므로 각도비로 보정한다.
R/D = 50/20 = 2.5 → ζ = 0.22
VP = γV2/2g = 1.2 × 202 / (2 × 9.8) = 24.49 mmH2O
ΔP = 0.22 × (70/90) × 24.49 = 4.19 mmH2O
혼동 주의: 각도비 70/90을 빠뜨리면 5.39 mmH2O가 나온다.
23-3
입자상 물질을 채취하는 데 쓰이는 직경분립충돌기에 대하여, 아래 구분에 따라 각각 두 가지씩 서술하시오.
(1) 장점
(2) 단점
(1) 장점
① 입자의 질량 크기 분포를 얻을 수 있다
② 호흡기의 부위별로 침착되는 입자 크기 자료를 추정할 수 있다
(2) 단점
① 시료채취가 까다로워 숙련된 사람이 측정해야 한다
② 입자의 되튐으로 인한 시료 손실이 발생할 수 있다
[해설]
직경분립충돌기(캐스케이드 임팩터)는 관성충돌을 이용해 입자를 단별로 크기에 따라 나누어 채취하는 기구다.
- 장점 — 단별 채취량을 칭량해 입자의 질량 크기 분포를 직접 얻을 수 있다.
- 장점 — 크기 분포로 흡입성·흉곽성·호흡성 분율을 나누어 호흡기의 어느 부위에 침착될지 추정할 수 있다.
- 단점 — 채취 조건이 까다롭고 단마다 여재를 준비해야 해서 숙련된 사람이 측정해야 한다.
- 단점 — 충돌판에 부딪힌 입자가 튀어 나가는 되튐(bounce) 때문에 시료가 손실되거나 작은 입경 쪽으로 잘못 배분된다.
되튐을 줄이려고 충돌판에 그리스·실리콘 오일을 코팅한다. 채취 시간이 길고 비용이 많이 드는 것도 단점이다.
23-3
유해가스를 처리하는 흡착법 중 화학적 흡착과 비교한 물리적 흡착의 특징을 3가지 쓰시오.
① 분자간 인력(반데르발스 힘)에 의한 흡착이어서 결합력이 약하다
② 흡착열이 낮다
③ 가역적이어서 탈착과 흡착제의 재생이 가능하다
[해설]
물리적 흡착은 분자간 인력만으로 붙는 약한 결합이고, 나머지 특징도 모두 여기서 나온다.
- 결합력 — 전자를 주고받는 화학결합이 아니라 반데르발스 힘으로 붙어 있어 결합이 약하다.
- 흡착열 — 결합이 약한 만큼 흡착할 때 나오는 열이 응축열 수준으로 낮다(화학적 흡착은 반응열 수준).
- 가역성 — 온도를 올리거나 압력을 낮추면 붙었던 물질이 떨어져 나오므로, 활성탄을 수증기로 재생해 다시 쓸 수 있다.
화학적 흡착은 반대로 강한 결합, 높은 흡착열, 비가역성, 단분자층으로 짝지어 외운다.
「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 일부이며, 단기간작업·간헐적인 작업은 제외된다.
- 키보드·마우스 집중 조작 — 하루 4시간 이상이며, 시간 기준 가운데 유일하게 4시간이다.
- 목·어깨·팔꿈치·손목·손으로 같은 동작 반복 — 하루 총 2시간 이상이다.
- 무거운 물체 들기 — 하루 10회 이상, 25 kg 이상이다.
- 쪼그려 앉거나 무릎을 굽힌 자세 — 하루 총 2시간 이상이다.
- 한 손으로 들거나 같은 힘으로 쥐기 — 지지 없이 4.5 kg 이상이다.
혼동 주의: 하루 25회 이상·10 kg 이상은 무릎 아래나 어깨 위, 팔을 뻗은 자세로 드는 별도 항목이다. 무거우면 적은 횟수, 가벼우면 많은 횟수로 외운다.
「산업안전보건법령」에서 정한 작업환경측정 대상 유해인자 중 분진에 해당하는 것을 7가지 쓰시오.
① 광물성 분진
② 곡물 분진
③ 면 분진
④ 목재 분진
⑤ 석면 분진
⑥ 용접 흄
⑦ 유리 섬유
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 별표 21은 작업환경측정 대상 유해인자 가운데 분진을 7종으로 정해 두었다.
- 광물성 분진 — 규산 같은 광물 입자로, 규폐증을 일으킨다.
- 곡물 분진 — 직업성 천식과 과민성 폐렴의 원인이 된다.
- 면 분진 — 면폐증을 일으킨다.
- 목재 분진 — 비강암·천식과 관련된다.
- 석면 분진 — 석면폐증·폐암·악성중피종의 원인이 된다.
- 용접 흄 — 용접할 때 생긴 금속 증기가 식으면서 만들어진 아주 작은 입자다.
- 유리 섬유 — 피부와 기도를 자극한다.
혼동 주의: 용접 흄은 금속에서 나왔지만 금속류가 아니라 분진으로 분류된다.
23-3
어느 덕트에서 피토관을 사용해 공기의 속도압을 재었더니 20 mmH₂O가 나왔다. 이 덕트의 내부 온도는 270 ℃이며 피토관계수는 0.96이다. 덕트를 지나는 공기의 유속(m/sec)은 얼마인지 구하시오.
(단, 0 ℃, 1기압 상태의 공기 밀도는 1.3 kg/m³이다.)
23.51 m/sec
[해설]
피토관 유속 공식은 V = C√(2g·VP/γ)이다. 여기서 γ는 측정 지점, 곧 덕트 내부 온도에서의 공기 밀도다.
압력이 일정하면 밀도는 절대온도에 반비례하므로 먼저 밀도를 보정한다.
γ = 1.3 × 273 / (273 + 270)
= 0.6536 kg/m3
보정한 밀도로 유속을 구한다.
V = 0.96 × √(2 × 9.8 × 20 / 0.6536)
= 0.96 × 24.49 = 23.51 m/sec
혼동 주의: 0 ℃ 기준 밀도 1.3 kg/m3을 보정 없이 넣으면 약 16.67 m/sec가 나와 틀린다.
입자상 물질의 크기를 나타내는 방법 가운데 기하학적 직경(물리적 직경)의 종류를 3가지 쓰고, 각각의 의미를 간단히 설명하시오.
① 마틴직경 — 입자의 투영면적을 이등분하는 선의 길이
② 페렛직경 — 입자 투영상의 한쪽 끝에서 반대쪽 끝까지 이은 선 가운데 가장 긴 길이
③ 등면적직경(헤이우드직경) — 입자의 투영면적과 같은 면적을 갖는 원의 직경
[해설]
기하학적(물리적) 직경은 현미경으로 본 입자의 투영상을 정해진 규칙에 따라 재어 정하는 크기다.
- 마틴직경 — 투영면적을 이등분하는 선의 길이이며, 실제보다 작게 나오는 경향이 있다.
- 페렛직경 — 투영상의 양 끝을 잇는 가장 긴 길이이며, 실제보다 크게 나오는 경향이 있다.
- 등면적직경(헤이우드직경) — 투영면적과 넓이가 같은 원의 직경이며, 셋 중 가장 정확하다.
같은 입자라도 크기는 대체로 페렛 > 등면적 > 마틴 순으로 나온다. 혼동 주의: 등면적직경과 헤이우드직경은 같은 것이므로 두 가지로 나눠 쓰면 안 된다.
23-3
다음 작업환경측정 대상 인자의 노출기준 표시단위를 각각 쓰시오.
(1) 석면
(2) 가스 및 증기
(3) 고온
(1) 개/cm³
(2) ppm
(3) ℃
[해설]
화학물질 및 물리적 인자의 노출기준(고용노동부 고시)이 인자별 표시단위를 정한다.
- 석면 — 섬유상 물질이라 무게가 아닌 섬유 개수로 세어 개/cm3로 표시한다.
- 가스 및 증기 — 부피 백만분율인 ppm으로 표시한다.
- 고온 — 습구흑구온도지수(WBGT)로 평가하며 단위는 ℃다.
혼동 주의: 분진 같은 입자상 물질은 mg/m3, 소음은 dB(A)로 표시한다.
23-3
사람이 지내기에 가장 알맞은 온도를 지적온도라 한다. 지적온도를 좌우하는 인자를 5가지 서술하시오.
① 성별
② 연령
③ 계절
④ 작업량(작업강도)
⑤ 섭취한 음식물의 종류
[해설]
지적온도는 가장 적은 에너지로 최대의 활동 효율을 낼 수 있는 온도이며, 사람과 상황에 따라 달라진다.
- 성별 — 기초대사량과 체온조절 능력이 달라 쾌적하게 느끼는 온도도 다르다.
- 연령 — 나이가 많을수록 대체로 더 높은 온도를 선호한다.
- 계절 — 여름에는 더위에 적응해 지적온도가 올라가고, 겨울에는 내려간다.
- 작업량(작업강도) — 힘든 작업일수록 몸에서 나는 대사열이 늘어 지적온도가 낮아진다.
- 섭취한 음식물의 종류 — 음식을 소화하며 나는 열(특이동적작용)이 달라 대사열 발생량이 바뀐다.
외우는 요령: 다섯 가지 모두 몸에서 나는 대사열이나 더위·추위에 적응한 정도를 바꾸는 인자다.