산소부채(oxygen debt)에 대하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 산소부채가 무엇인지 설명하시오.
(2) 산소부채가 일어날 때의 에너지 공급원을 2가지 쓰시오.
(1) 격렬한 작업으로 산소 공급이 수요를 따라가지 못해 생긴 산소 부족분을, 작업이 끝난 뒤 회복기에 안정 시보다 많은 산소를 계속 소비하여 갚는 현상
(2) ① ATP(아데노신삼인산)
② 크레아틴인산(CP)
[해설]
산소부채는 작업 초기에 호흡·순환이 산소 요구량을 곧바로 따라가지 못해 생긴 부족분이다. 작업이 끝난 뒤 회복기에 안정 시를 웃도는 산소를 소비하여 젖산을 없애고 에너지원을 다시 채우며 이 부족분을 갚는다.
산소가 모자란 동안에는 산소 없이 곧바로 쓸 수 있는 무산소 에너지원이 동원된다.
- ATP(아데노신삼인산) — 근육에 저장되어 가장 먼저 쓰이는 직접 에너지원이다.
- 크레아틴인산(CP) — ADP에 인산을 넘겨 ATP를 빠르게 재생한다.
혼동 주의: 이 둘이 바닥나면 글리코겐의 혐기성 해당작용이 이어지고, 이때 젖산이 쌓인다.
23-2
어떤 독성물질에 대한 인체실험 결과 안전흡수량이 체중 1 kg당 0.03 mg이었다. 이 물질의 공기 중 농도가 0.2 mg/m³인 작업장에서 체중이 70 kg인 근로자가 체내 흡수량을 안전흡수량 이하로 유지하려면 하루에 몇 시간 이내로 작업해야 하는지 구하시오.
(단, 작업 시 폐환기율은 1.5 m³/hr, 체내 잔류율은 1.0으로 한다.)
7 hr
[해설]
안전흡수량(SHD) = 공기 중 농도 × 노출시간 × 폐환기율 × 체내 잔류율이다. 이 식을 노출시간에 대해 풀어, 흡수량이 안전흡수량 이하로 유지되는 시간을 구한다.
SHD = 0.03 mg/kg × 70 kg = 2.1 mg
T = SHD ÷ (C × V × R) = 2.1 ÷ (0.2 × 1.5 × 1.0)
T = 2.1 ÷ 0.3 = 7 hr
혼동 주의: 안전흡수량은 체중 1 kg당 값으로 주어지므로 반드시 체중 70 kg을 곱해 전체 양으로 바꾼 뒤 대입한다.
산업피로가 발생하였을 때 나타나는 변화를 다음 각각에 대하여 2가지씩 쓰시오.
(1) 혈액에서의 변화
(2) 소변에서의 변화
(1) 혈액 —
① 혈당치 저하
② 젖산·탄산(이산화탄소)이 늘어 나타나는 산혈증
(2) 소변 —
① 소변량 감소
② 단백질·교질물질 배설량 증가(단백뇨)
[해설]
산업피로가 오면 에너지 소모와 무산소 대사 증가로 혈액과 소변의 성분이 달라진다.
- 혈당치 저하 — 근수축의 연료인 포도당·글리코겐이 소모되어 떨어진다.
- 산혈증 — 젖산과 탄산(CO2)이 쌓여 혈액이 산성으로 기운다.
- 소변량 감소 — 땀으로 수분을 잃고 신장 혈류가 줄어든다.
- 단백뇨 — 평소 나오지 않던 단백질·교질물질의 배설이 늘어난다.
외우는 요령은 혈액이 당 감소·산 증가, 소변이 양 감소·없던 성분 출현으로 묶는 것이다.
23-2
21 ℃·1기압인 작업장에서 톨루엔이 시간당 1.2 kg 발생하고 있다. 이 작업장에 전체환기시설을 설치할 때 필요환기량(m³/min)을 구하시오.
(단, 톨루엔의 분자량은 92, 노출기준(TLV)은 50 ppm, 비중은 0.87이며, 안전계수는 3으로 한다.)
314.65 m³/min
[해설]
전체환기 필요환기량 Q = (증기 발생량 ÷ 노출기준) × 안전계수이다. ppm은 mL/m3와 같으므로 증기 발생량을 mL/min으로 맞춰서 계산한다.
21 ℃에서 기체 1몰의 부피 = 22.4 × (273+21) ÷ 273 = 24.12 L
G = 1,200 g/hr ÷ 92 × 24.12 L = 314.65 L/hr = 5,244.1 mL/min
Q = 5,244.1 ÷ 50 × 3 = 314.65 m3/min
혼동 주의: 발생량이 처음부터 질량(kg/hr)으로 주어졌으므로 비중 0.87은 계산에 쓰지 않는다. 비중은 발생량이 액체 부피(L/hr)로 주어져 질량으로 바꿔야 할 때만 쓴다.
작업환경관리 대책의 기본원칙 4가지를 쓰시오.
① 대치
② 격리
③ 환기
④ 교육
[해설]
작업환경관리의 기본원칙은 대치 → 격리 → 환기 → 교육 순이며, 앞에 올수록 유해요인 자체를 없애는 근본 대책이다.
- 대치 — 공정·시설·유해물질을 덜 위험한 것으로 바꾼다(예: 분무도장을 정전도장으로).
- 격리 — 거리·차단벽·밀폐·원격조작으로 작업자를 유해요인에서 떼어 놓는다.
- 환기 — 국소배기나 전체환기로 공기 중 유해물질 농도를 낮춘다.
- 교육 — 관리자와 근로자가 유해성, 올바른 작업방법, 보호구 사용법을 알게 한다.
혼동 주의: 개인보호구는 네 원칙에 들지 않으며, 다른 대책으로 노출을 막지 못할 때 쓰는 최후의 수단이다.
23-2
근골격계질환을 일으키는 요인에는 어떤 것이 있는지 4가지를 서술하시오.
① 반복적인 동작
② 부적절한 작업자세
③ 무리한 힘의 사용
④ 날카로운 면과의 신체 접촉
[해설]
산업안전보건기준에 관한 규칙은 근골격계질환을 반복적인 동작, 부적절한 작업자세, 무리한 힘의 사용, 날카로운 면과의 신체 접촉, 진동 및 온도 등의 요인으로 생기는 건강장해로 정의한다.
- 반복적인 동작 — 같은 근육과 힘줄에 쉴 틈 없이 부담이 계속 쌓인다.
- 부적절한 작업자세 — 관절이 편한 자세를 벗어나 같은 일을 해도 더 큰 힘이 든다.
- 무리한 힘의 사용 — 근육·힘줄이 견딜 수 있는 한계에 가까운 부담이 한 번에 걸린다.
- 날카로운 면과의 신체 접촉 — 한 곳에 압력이 몰려 신경과 혈관을 누른다.
외우는 요령: 정의문의 앞부분을 그대로 쓰면 되며, 진동 및 온도도 같은 정의에 들어 있는 요인이다.
23-2
금속제품의 탈지공정에서 사용하는 TCE(트리클로로에틸렌)의 노출농도가 55 ppm이다. 활성탄관을 이용하여 0.2 L/min으로 시료를 채취할 때 필요한 최소 채취시간(min)을 구하시오.
(단, 25 ℃·1기압 조건이고, TCE의 분자량은 131.39, 정량한계(LOQ)는 시료당 0.5 mg이다.)
8.46 min
[해설]
정량한계(LOQ)는 분석으로 정량할 수 있는 최소량이다. 따라서 시료에 적어도 0.5 mg이 모이도록 공기를 채취해야 한다.
ppm을 mg/m3로 환산한다(25 ℃·1기압에서 기체 1몰은 24.45 L).
C = 55 × 131.39 / 24.45 = 295.56 mg/m3
최소 채취부피를 구한다.
V = 0.5 mg / 295.56 mg/m3
= 1.6917 × 10-3 m3 = 1.6917 L
채취유량으로 나누어 최소 채취시간을 구한다.
t = 1.6917 L / 0.2 L/min = 8.46 min
혼동 주의: m3를 L로 바꿀 때 1,000배를 빠뜨리면 답이 1,000배 어긋난다.
23-2
다음은 「산업안전보건법」이 정한 안전관리자의 자격에 관한 설명이다. 안전관리자의 자격에 해당하는 것을 모두 골라 번호를 쓰시오.
① 「국가기술자격법」에 따른 산업안전산업기사 이상의 자격을 취득한 사람
② 「국가기술자격법」에 따른 건설안전산업기사 이상의 자격을 취득한 사람
③ 「고등교육법」에 따른 대학에서 산업안전 관련 학위를 취득한 사람 또는 이와 같은 수준 이상의 학력을 가진 사람
④ 「고등교육법」에 따른 전문대학 또는 이와 같은 수준 이상의 학교에서 산업보건 관련 학위를 취득한 사람
①, ②, ③
[해설]
산업안전보건법 시행령 별표 4는 안전관리자의 자격으로 산업안전·건설안전 산업기사 이상의 자격과 산업안전 관련 학위를 정하고 있다.
- 산업안전산업기사 이상 — 산업안전기사뿐 아니라 그 아래 등급인 산업기사도 자격이 된다.
- 건설안전산업기사 이상 — 건설안전 분야 자격도 같은 수준으로 인정된다.
- 대학의 산업안전 관련 학위 — 학위 요건에 그대로 해당한다.
전문대학의 산업보건 관련 학위는 보건관리자의 자격이므로 제외된다. 혼동 주의: 정답은 학교의 급이 아니라 학위가 산업안전이냐 산업보건이냐로 갈리며, 전문대학이라도 산업안전 관련 학위라면 안전관리자가 될 수 있다.
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 모양과 밀도가 제각각인 실제 먼지를, 침강속도가 같은 밀도 1 g/cm3의 구로 바꾸었을 때 그 구의 직경이다.
밀도를 물 기준으로 고정하므로 밀도가 큰 입자는 실제 크기를 웃돌게, 가벼운 입자는 밑돌게 나온다. 호흡기 침착과 채취기의 입자 분리가 침강·관성으로 정해지기 때문에 흡입성·흉곽성·호흡성 분진 기준에 이 직경을 쓴다.
혼동 주의: 스토크스 직경은 침강속도가 같은 구의 직경이지만, 밀도를 1로 고정하지 않고 대상 입자의 밀도를 그대로 쓴다.
23-2
아래 표는 「산업안전보건법」이 정한 특수건강진단의 실시 시기와 주기를 정리한 것이다. ①~③에 들어갈 내용을 각각 쓰시오.
| 구분 | 대상 유해인자 | 첫 특수건강진단 시기 | 이후 주기 |
|---|---|---|---|
| 제1호 | N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 | 배치 후 ( ① ) 이내 | 6개월마다 |
| 제2호 | 벤젠 | 배치 후 2개월 이내 | 6개월마다 |
| 제3호 | 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 사염화탄소, 아크릴로니트릴, 염화비닐 | 배치 후 ( ② ) 이내 | 6개월마다 |
| 제4호 | 석면, 면 분진 | 배치 후 12개월 이내 | ( ③ )마다 |
| 제5호 | 광물성 분진, 목재 분진, 소음 및 충격소음 | 배치 후 12개월 이내 | 24개월마다 |
| 제6호 | 위 제1호~제5호에 들지 않는 별표 22의 대상 유해인자 전부 | 배치 후 6개월 이내 | 12개월마다 |
① 1개월
② 3개월
③ 12개월
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 별표 23은 유해인자별로 배치 후 첫 특수건강진단 시기와 이후 주기를 정한다.
- N,N-디메틸아세트아미드·디메틸포름아미드 — 배치 후 1개월 이내로, 첫 검진 시기가 가장 짧다.
- 1,1,2,2-테트라클로로에탄·사염화탄소·아크릴로니트릴·염화비닐 — 배치 후 3개월 이내로, 벤젠(2개월) 다음이다.
- 석면·면 분진 — 첫 검진 시기와 이후 주기가 모두 12개월이다.
외우는 요령: 첫 검진 시기는 1→2→3→6→12개월 순으로 길어진다.
혼동 주의: 광물성·목재 분진과 소음은 주기가 24개월로, 석면·면 분진의 12개월과 다르다.
귀마개와 비교할 때 귀덮개가 갖는 장점을 4가지 쓰시오.
① 차음효과가 크고 착용에 따른 개인차가 적다
② 착용법이 간단해 별도의 훈련이 거의 필요 없다
③ 크기를 고를 필요가 거의 없어 대부분의 근로자가 사용할 수 있다
④ 외이도에 질환(염증)이 있어도 착용할 수 있다
⑤ 멀리서도 착용 여부를 확인할 수 있다
(위 가운데 4가지를 쓰면 된다.)
[해설]
귀덮개는 외이도에 끼우는 귀마개와 달리 귓바퀴 전체를 덮어 누르는 구조이고, 장점도 모두 이 구조에서 나온다.
- 차음효과·개인차 — 외이도 모양과 상관없이 덮어 누르므로 차음이 크고 사람마다 차이가 적다.
- 착용법 — 머리에 걸치기만 하면 되어 별도 훈련이 거의 필요 없다.
- 크기 — 한 가지 크기로 대부분의 근로자가 쓸 수 있다.
- 외이도 질환 — 귀 안에 닿지 않아 외이도염 등이 있어도 착용할 수 있다.
- 착용 확인 — 겉으로 드러나 멀리서도 착용 여부를 확인할 수 있다.
혼동 주의: 휴대가 편하고 값이 싸며 고온다습한 곳에서 덜 답답한 것은 귀마개의 장점이다.
23-2
온도가 92 ℃, 압력이 700 mmHg인 상태로 관 내를 180 m³/min의 유량이 흐르고 있다. 이 유량은 0 ℃, 1기압 상태에서 몇 m³/min인지 구하시오.
124.00 m³/min
[해설]
보일·샤를의 법칙으로 유량을 표준상태(0 ℃, 1기압 = 760 mmHg)로 환산한다. 온도는 반드시 절대온도(K)로 바꿔 넣는다.
Q2 = Q1 × (P1/P2) × (T2/T1)
= 180 × (700/760) × (273/365)
= 124.00 m3/min
온도가 내려가고 압력은 올라가 부피가 두 번 줄어드므로, 답은 180보다 작아야 맞다.
23-2
다음은 권장무게한계(RWL)를 구하는 식에 쓰이는 변수들이다. ①~⑥에 해당하는 변수의 명칭을 쓰시오.
| Item | 명칭 |
|---|---|
| LC | Load Constant(부하상수) |
| HM | ( ① ) |
| VM | ( ② ) |
| DM | ( ③ ) |
| AM | ( ④ ) |
| FM | ( ⑤ ) |
| CM | ( ⑥ ) |
① 수평계수
② 수직계수
③ 거리계수
④ 비대칭계수
⑤ 빈도계수
⑥ 커플링계수
[해설]
NIOSH 들기 방정식에서 RWL은 부하상수(LC, 23 kg)에 0~1 사이 값인 여섯 계수를 곱해 구한다.
RWL = LC × HM × VM × DM × AM × FM × CM
- HM 수평계수 — 발 중심에서 손까지의 수평거리로, 멀수록 값이 작아진다.
- VM 수직계수 — 들기 시작할 때 손의 바닥 높이를 반영한다.
- DM 거리계수 — 물체를 수직으로 옮기는 거리로, 길수록 값이 작아진다.
- AM 비대칭계수 — 몸통을 비튼 각도로, 클수록 값이 작아진다.
- FM 빈도계수 — 분당 들기 횟수와 작업 지속시간을 반영한다.
- CM 커플링계수 — 손잡이 유무 등 물체를 잡기 쉬운 정도를 반영한다.
실제 무게를 RWL로 나눈 값이 들기지수(LI)이며, 1을 넘으면 요통 위험이 있는 작업으로 본다.
23-2
직경이 20 cm인 원형 후드의 유입손실계수가 0.75이고 후드의 정압이 35 mmH₂O일 때, 후드의 유량(m³/min)을 구하시오.
(단, 21 ℃·1기압 기준이고 공기의 밀도는 1.2 kg/m³이다.)
34.07 m³/min
[해설]
후드 정압은 속도압과 유입손실의 합이라 |SPh| = VP(1 + F)로 속도압을 먼저 구한다. 이어서 속도압으로 유속을, 단면적을 곱해 유량을 구한다.
VP = 35 / (1 + 0.75) = 20 mmH2O
V = √(2 × 9.8 × 20 / 1.2) = 18.07 m/sec
A = π × 0.22 / 4 = 0.03142 m2
Q = 0.03142 × 18.07 × 60 = 34.07 m3/min
혼동 주의: 유입계수 Ce가 주어지면 F = 1/Ce2 − 1 로 먼저 바꿔서 대입한다.
23-2
다음은 작업환경측정에 쓰이는 용어의 정의이다. 각각 어떤 용어를 설명한 것인지 쓰시오.
(1) 일정한 물질에 대해 반복 측정·분석했을 때 나타나는 자료 분석치의 변동 크기가 얼마나 작은가를 나타내는 수치
(2) 시료채취기를 이용하여 가스·증기·분진·흄(fume)·미스트(mist)를 근로자의 작업행동 범위에서 호흡기 높이에 고정하여 채취하는 것
(3) 호흡기를 통하여 폐포에 축적될 수 있는 크기의 분진
(1) 정밀도
(2) 지역시료채취
(3) 호흡성 분진
[해설]
작업환경측정 및 정도관리 등에 관한 고시의 용어 정의를 묻는 문항이다.
- 정밀도 — 반복 측정값이 서로 얼마나 모여 있는지를 뜻하며, 참값에 가까운 정도인 정확도와 구별한다.
- 지역시료채취 — 채취기를 한 지점에 고정해 채취하는 방식으로, 근로자 몸에 채취기를 붙이는 개인시료채취와 짝을 이룬다.
- 호흡성 분진 — 폐포까지 들어가 쌓이는 가장 작은 입경의 분진으로, 평균 입경은 약 4 μm이다.
외우는 요령: 입자가 작을수록 깊이 들어가므로 흡입성(100 μm) → 흉곽성(10 μm) → 호흡성(4 μm) 순서다.
23-2
고용노동부장관은 산업재해 예방을 위하여 종합적인 개선조치를 할 필요가 있다고 인정되는 사업장의 사업주에게 안전보건개선계획을 수립하여 시행할 것을 명할 수 있다. 다음 중 그 대상이 되는 사업장을 모두 골라 번호를 쓰시오.
① 산업재해율이 같은 업종의 규모별 평균 산업재해율보다 높은 사업장
② 사업주가 필요한 안전조치 또는 보건조치를 이행하지 아니하여 중대재해가 발생한 사업장
③ 직업성 질병자가 연간 2명 이상 발생한 사업장
④ 유해인자의 노출기준을 초과한 사업장
①, ②, ③, ④
[해설]
산업안전보건법 제49조에 따른 안전보건개선계획 수립·시행 명령 대상으로, 보기 네 가지가 모두 해당한다.
- 재해율이 높은 사업장 — 같은 업종의 규모별 평균 재해율과 비교해 판단한다.
- 조치의무 위반 중대재해 사업장 — 안전·보건조치를 이행하지 않은 것이 중대재해의 원인이어야 한다.
- 직업성 질병자 발생 사업장 — 시행령이 정한 기준인 연간 2명 이상이다.
- 노출기준 초과 사업장 — 질병자가 나오기 전이라도 유해인자가 노출기준을 넘은 경우다.
혼동 주의: 이 가운데 정도가 심한 사업장은 안전보건진단을 먼저 받고 그 결과를 반영해 개선계획을 세운다.
23-2
음향출력이 1.6 W인 점음원으로부터 20 m 떨어진 지점의 음압수준(dB)을 구하시오.
(단, 무지향성 점음원이며 자유공간에 놓여 있다.)
85.02 dB
[해설]
자유공간의 무지향성 점음원은 소리가 구면으로 퍼지므로 SPL = PWL − 20log r − 11을 쓴다.
PWL = 10log(W/W0) = 10log(1.6/10−12) = 122.04 dB
SPL = 122.04 − 20log20 − 11
= 122.04 − 26.02 − 11 = 85.02 dB
혼동 주의: 바닥 위처럼 반자유공간이면 소리가 반구로 퍼지므로 11 대신 8을 뺀다.
23-2
어느 사업장의 작업환경측정 결과 스티렌(styrene)의 측정치가 노출기준을 초과하였다. 이 경우 그 측정일부터 몇 개월에 1회 이상 작업환경측정을 해야 하는지 쓰시오.
3개월
[해설]
산업안전보건법 시행규칙 제190조에 따르면 작업환경측정은 반기에 1회 이상이 원칙이다. 다만 화학적 인자의 측정치가 노출기준을 넘으면 측정일부터 3개월에 1회 이상으로 주기가 짧아진다.
고시 물질은 노출기준을 넘기만 해도, 그 밖의 화학적 인자는 2배 이상 넘을 때 이 주기가 적용된다. 개선조치를 한 뒤 농도가 실제로 내려갔는지 빨리 확인하려는 취지다.
혼동 주의: 최근 2회 연속 노출기준 미만이고 공정 변경이 없으면 반대로 1년에 1회 이상으로 늘릴 수 있다.
23-2
수은에 노출된 근로자의 질병 발생률이 2.5이고, 수은에 노출되지 않은 일반인의 질병 발생률이 1.0이다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 수은 노출에 대한 상대위험도를 구하시오.
(2) 수은 노출과 질병 발생의 상관관계를 설명하시오.
(1) 2.5
(2) 상대위험도가 1보다 크므로 수은 노출이 질병 발생을 증가시킨다(노출군의 발생률이 비노출군의 2.5배).
[해설]
상대위험도(RR)는 노출군 발생률을 비노출군 발생률로 나눈 무차원 값이다.
RR = 노출군 발생률 ÷ 비노출군 발생률
= 2.5 ÷ 1.0 = 2.5
RR이 1을 넘으면 위험요인, 1이면 무관, 1 미만이면 예방요인으로 해석한다.
2.5 > 1이므로 수은 노출은 질병 발생을 늘리며, 노출군의 위험은 비노출군의 2.5배이다.
23-2
관리대상 유해물질 취급 작업장에서는 보기 쉬운 장소에 몇 가지 사항을 게시하도록 되어 있다. 그 사항을 세 가지 쓰시오.
① 관리대상 유해물질의 명칭
② 인체에 미치는 영향
③ 취급상 주의사항
[해설]
산업안전보건기준에 관한 규칙 제442조에 따라 관리대상 유해물질 취급 작업장의 보기 쉬운 장소에 게시해야 하는 사항이다.
- 관리대상 유해물질의 명칭 — 무엇을 다루는지 알린다.
- 인체에 미치는 영향 — 노출되면 몸에 어떤 해가 생기는지 알린다.
- 취급상 주의사항 — 다룰 때 지켜야 할 방법을 알린다.
게시 사항은 모두 5가지로, 이 밖에 착용하여야 할 보호구와 응급조치와 긴급 방재 요령도 있다. 명칭 → 영향 → 주의사항·보호구 → 응급조치 순서로 외우면 빠뜨리지 않는다.