[대기환경기사 필기] 24년 2회차
대기환경기사 필기 기출문제

24년 2회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
대기환경기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

24년 2회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
지구온난화가 환경에 미치는 영향 중 옳은 것은?
1온난화에 의한 해면상승은 전지구적으로 일정하게 발생한다.
2대류권 오존의 생성반응을 촉진시켜 오존의 농도가 감소한다.
3기상조건의 변화는 대기오염의 발생횟수와 오염농도에 영향을 준다.
4기온상승과 토양의 건조화는 생물성장의 남방한계에는 영향을 주지만 북방한계에는 영향을 주지 않는다.
정답 및 해설

대기의 온도·바람·안정도 같은 기상조건은 오염물질의 확산과 축적을 좌우하므로, 온난화로 기상조건이 달라지면 대기오염의 발생 횟수와 농도도 함께 달라진다.

나머지 서술은 다음과 같이 틀렸다.

  • 해면상승 폭은 해류·지반침강·해안지형에 따라 지역마다 크게 다르다.
  • 온난화는 광화학반응을 촉진해 대류권 오존은 오히려 증가하는 경향이다.
  • 기온상승은 생물 분포의 북방한계도 북쪽으로 밀어 올린다.
문제 2
굴뚝높이가 60m, 대기온도 27℃, 배기가스의 평균온도가 137℃ 일 때, 통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서 요구되는 배출가스의 온도는? (단, 굴뚝의 높이는 일정하고, 배기가스와 대기의 비중량은 1.3kg/Nm3이다.)
1약 230℃
2약 280℃
3약 320℃
4약 370℃
정답 및 해설

굴뚝의 통풍력(자연통풍)은 D=H⋅g⋅(γa−γg)/γaD = H \cdot g \cdot (\gamma_a - \gamma_g) / \gamma_a로 표현되며, 여기서 γa\gamma_a는 대기의 비중량, γg\gamma_g는 배기가스의 비중량이다.
이상기체법칙에 의해 γg=γa⋅TaTg\gamma_g = \gamma_a \cdot \dfrac{T_a}{T_g}이므로, 통풍력은 D∝(Tg−Ta)/TgD \propto (T_g - T_a) / T_g에 비례한다.

초기 조건에서 Ta=27+273=300KT_a = 27 + 273 = 300\text{K}, Tg=137+273=410KT_g = 137 + 273 = 410\text{K}이고,
초기 통풍력 지수는 (410−300)/410=110/410≈0.2683(410 - 300) / 410 = 110 / 410 \approx 0.2683이다.

통풍력을 1.5배 증가시키려면 새로운 온도 Tg′T_g'에서 (Tg′−300)/Tg′=1.5×0.2683≈0.4024(T_g' - 300) / T_g' = 1.5 \times 0.2683 \approx 0.4024가 되어야 한다.
이를 정리하면 Tg′−300=0.4024⋅Tg′T_g' - 300 = 0.4024 \cdot T_g', 0.5976⋅Tg′=3000.5976 \cdot T_g' = 300, Tg′≈502KT_g' \approx 502\text{K}이다.
그런데 더 간단한 비례식으로 Tg′−300Tg′=1.5×110410\dfrac{T_g' - 300}{T_g'} = 1.5 \times \dfrac{110}{410}을 풀면 Tg′≈503K≈230°CT_g' \approx 503\text{K} \approx 230°\text{C}이다.

문제 3
고속도로상의 교통밀도가 25000대/hr이고, 각 차량의 평균 속도가 110km/hr이다. 차량의 평균 탄화수소 배출량이 0.06g/s·대 일 때, 고속도로에서 방출되는 탄화수소의 총량(g/s·m)은?
10.00136
20.0136
31.36
413.6
정답 및 해설

도로 단위길이당 탄화수소 방출량은 0.0136 g/s·m이다.

교통밀도와 차량당 배출량을 곱한 뒤 속도로 나누면 되는데, 속도를 같은 길이 단위로 바꾸면 110 km/hr=110000 m/hr110\ \mathrm{km/hr} = 110000\ \mathrm{m/hr}이다.

따라서 q=25000×0.06110000=1500110000=0.0136 g/s⋅mq=\dfrac{25000\times0.06}{110000}=\dfrac{1500}{110000}=0.0136\ \mathrm{g/s\cdot m}로 계산된다.

문제 4
안료, 색소, 의약품 제조공업에 이용되며 색소침착, 손·발바닥의 각화, 피부암 등을 일으키는 물질로 옳은 것은?
1납
2크롬
3비소
4니켈
정답 및 해설

비소는 안료ㆍ색소ㆍ의약품 제조에 쓰이며, 만성 노출 시 색소침착과 손ㆍ발바닥의 과각화증을 거쳐 피부암을 일으킨다.

납은 조혈장애와 신경장애, 크롬은 비중격천공, 니켈은 비강ㆍ폐암과 접촉피부염이 대표 증상이어서 각화ㆍ색소침착과는 구분된다.

문제 5
다음 중 이산화탄소의 가장 큰 흡수원으로 옳은 것은?
1토양
2동물
3해수
4미생물
정답 및 해설

지구 표면의 약 70%를 차지하는 해수가 CO2를 물리적으로 녹이고 탄산ㆍ탄산염으로 고정해 가장 큰 흡수원 역할을 한다.

토양과 식생도 흡수원이지만 규모가 훨씬 작고, 동물과 미생물은 호흡ㆍ분해로 CO2를 오히려 방출하는 쪽에 가깝다.

문제 6
실내오염물질인 '라돈'에 관한 설명으로 틀린 것은?
1공기보다 1.5배 무겁기 때문에 지표 가까이에 많이 존재한다.
2노출되면 주로 호흡기 계통의 질환과 폐암이 발생할 수 있다.
3반감기는 3.8일로 라듐이 핵분열할 때 생성되는 물질로 무색,무취하다.
4자연 방사성 물질 중의 하나로서 사람이 흡입하기 쉬운 기체상 물질이다.
정답 및 해설

라돈은 공기보다 약 7~8배 무거워 지표 부근에 정체되기 쉬우므로, 1.5배라는 수치는 실제보다 크게 낮춰 표현한 것이다.

  • 흡입 시 호흡기 질환과 폐암을 유발할 수 있다는 설명은 타당하다.
  • 반감기 3.8일의 무색·무취 기체로 라듐의 붕괴 과정에서 생성된다는 설명도 사실과 일치한다.
  • 자연 방사성 물질로서 기체 상태이므로 흡입되기 쉽다는 설명도 맞는 내용이다.
문제 7
다음 각종 환경관련 국제협약(조약)에 관한 주요 내용으로 틀린 것은?
1몬트리올의정서: 오존층 파괴물질인 염화불화탄소의 생산과 사용규제를 위한 협약
2바젤협약: 폐기물의 해양투기로 인한 해양오염을 방지하기 위한 협약.
3람사협약: 자연자원의 보전과 현명한 이용을 위한 습지보전 협약
4CITES: 멸종위기에 처한 야생동식물의 보호를 위한 협약
정답 및 해설

바젤협약은 유해폐기물의 국가 간 이동과 처리를 규제하는 협약이며, 폐기물의 해양투기 방지는 런던협약이 다루는 영역이다.

  • 몬트리올의정서가 오존층 파괴물질인 염화불화탄소의 생산·사용을 규제한다는 설명은 타당하다.
  • 람사협약이 습지의 보전과 현명한 이용을 위한 협약이라는 설명도 맞는 내용이다.
  • CITES가 멸종위기 야생동식물의 국제거래를 규제한다는 설명도 사실과 일치한다.
문제 8
최근 대기오염 물질의 장거리 이동에 대한 많은 보고가 나오고 있어 대기오염 물질의 제어는 한 지역의 문제가 아니라 전 지구적인 감시와 조절이 절실히 요구되어지고 있다. 특히 매년 증가하고 있어 많은 문제를 안고있는 CO2의 순환과정을 설명한 다음 내용 중 틀린 것은?
1대기중의 CO2농도는 여름에 감소하고 겨울에 증가한다.
2지구의 북반구 대기중의 CO2농도가 남반구보다 높다.
3대기중의 자연농도는 350ppm 정도이며, 체류시간은 대체로 2-4년이다.
4대기중의 CO2는 바다에 많은 양이 흡수되나 식물에 의한 흡수량보다는 적다.
정답 및 해설

해양의 이산화탄소 흡수량은 육상 식물에 의한 흡수량보다 오히려 많은 것으로 알려져 있어, 식물보다 적다는 설명은 사실과 반대이다.

  • 대기 중 CO2 농도가 여름에 낮고 겨울에 높아진다는 계절 변동 설명은 타당하다.
  • 공업활동이 집중된 북반구의 농도가 남반구보다 높다는 설명도 맞는 내용이다.
  • 자연 상태 농도가 350ppm 내외이고 체류시간이 2~4년 정도라는 설명도 통상적으로 통용되는 수치이다.
문제 9
지상의 점오염원(He=0)으로부터 바람부는 방향으로 400m 떨어진 연기의 중심선상에서의 지상(z=0)오염농도는? (단, 오염물질배출량은 10g/s, 풍속은 5m/s, σy와 σz는 각각 22.5m와 12m이고, 농도계산식은 가우시안 모델 식을 적용)
10.85 ㎎/m3
21.55 ㎎/m3
32.36 ㎎/m3
43.56 ㎎/m3
정답 및 해설

가우시안 확산식으로 계산하면 지상 오염농도는 2.36 mg/m³이다.

지표면 점오염원(He=0)의 지상 중심선 농도는 C=QπuσyσzC=\dfrac{Q}{\pi u \sigma_y \sigma_z}로 구할 수 있다.

수치를 대입하면 C=10π×5×22.5×12=104241=0.00236 g/m3C=\dfrac{10}{\pi \times 5 \times 22.5 \times 12}=\dfrac{10}{4241}=0.00236\ \mathrm{g/m^3}이므로, 이는 2.36 mg/m32.36\ \mathrm{mg/m^3}에 해당한다.

문제 10
오존에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 대류권내 오존 기준)
1보통 지표오존의 배경농도는 1-2ppm 범위이다.
2오존은 태양빛, 자동차 배출원인 질소산화물과 휘발성유기 화합물 등에 의해 일어나는 복잡한 광화학반응으로 생성된다.
3오염된 대기 중에서 오존농도에 영향을 주는 것은 태양빛의 강도, NO2/NO의 비 , 반응성 탄화수소농도 등이다.
4국지적인 광화학스모그로 생성된 Oxidant의 지표물질이다.
정답 및 해설

지표 부근 오존의 배경농도는 대략 0.01~0.04ppm 수준이며, 1~2ppm은 급성 중독을 일으키는 농도여서 배경농도가 될 수 없다.

우리나라 오존 환경기준이 8시간 평균 0.06ppm 이하인 것만 보아도 1~2ppm은 자릿수가 다른 값임을 알 수 있다.

문제 11
최대혼합고(MMD)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1통상적으로 밤에 가장 낮으며, 낮시간 동안 증가한다.
2야간 극심한 역전 하에서는 0이 될 수도 있다.
3실제 MMD는 지표위 수 km 까지 실제 공기의 온도종단도를 작성함으로써 결정된다.
4낮시간 동안에는 통상 20-30m의 값을 나타낸다.
정답 및 해설

최대혼합고는 낮에 지표가 가열되어 혼합층이 발달하면서 커지는데, 낮 값은 수백 m에서 수 km(대개 2,000~3,000 m) 수준이다. 20~30 m는 실제보다 두 자릿수나 작은 값이다.

밤에는 복사냉각으로 역전층이 생겨 가장 낮아지며, 극심한 역전에서는 0이 되기도 한다.

문제 12
가솔린기관과 디젤기관을 상대 비교할 때, 디젤기관의 특성으로 옳은 것은?
1압축비가 8 - 9 정도로 낮다.
2연료를 공기와 혼합시켜 실린더에 흡입, 압축시킨 후 점화플러그에 의해 강제연소 시킨다.
3소음진동이 적다.
4정체가 심한 도심 주행에 있어서는 연료 소비가 적은 편이다.
정답 및 해설

정체가 심한 도심 주행에서는 디젤기관의 연료 소비가 상대적으로 적은 편이라는 설명이 타당하다.

  • 디젤기관은 압축비가 15~22 정도로 높아, 8~9 수준이라는 설명은 오히려 가솔린기관에 가깝다.
  • 연료와 공기를 미리 혼합해 점화플러그로 강제 점화하는 방식은 디젤이 아닌 가솔린기관의 연소 방식이다.
  • 디젤기관은 압축착화 특성상 소음·진동이 오히려 큰 편이어서, 적다는 설명은 사실과 다르다.
문제 13
굴뚝에서 배출되는 연기모양 중 원추형에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1수직온도경사가 과단열 적이고, 난류가 심할 때 주로 발생한다.
2지표역전이 파괴되면서 발생하며 30분 정도 이상은 지속하지 않는 경향이 있다.
3연기의 상하부분 모두 역전인 경우 발생한다.
4구름이 많이 낀 날에 주로 관찰된다.
정답 및 해설

원추형(coning)은 대기가 중립에 가까운 상태일 때 나타나므로, 일사와 야간 복사가 모두 약한 구름 낀 날에 주로 관찰된다.

  • 과단열적이고 난류가 심할 때는 파상형(looping)이다.
  • 지표역전이 파괴되면서 30분 이내로 짧게 나타나는 것은 훈증형(fumigation)이다.
  • 연기의 상하가 모두 역전인 경우는 부채형(fanning)이다.
문제 14
Richardson 수(Ri)의 크기가 0 < Ri < 0.25 범위일 때, 대기의 혼합상태로 옳은 것은?
1수직방향의 혼합이 없다.
2대류에 의한 혼합이 기계적 혼합을 지배한다.
3성층(Stratification)에 의해서 약화된 기계적 난류가 존재한다.
4기계적 난류와 대류가 존재하나 기계적 난류가 혼합을 주로 일으킨다.
정답 및 해설

Ri가 0~0.25 구간에서는 성층에 의해 기계적 난류가 약화된 상태로 존재한다는 설명이 맞다.

  • 수직 혼합이 전혀 없는 상태는 Ri가 0.25보다 훨씬 큰, 매우 안정한 경우에 해당한다.
  • 대류가 기계적 혼합을 압도하는 상태는 Ri가 큰 음수일 때, 즉 대기가 매우 불안정할 때 나타난다.
  • 기계적 난류가 대류보다 우세하면서 둘 다 존재하는 상태는 Ri가 0에 가까운 약한 음수 구간에 해당한다.
문제 15
가솔린 연료를 사용하는 차량은 엔진 가동형태에 따라 오염물질 배출량은 달라진다. 다음 중 통상적으로 탄화수소가 제일 많이 발생하는 엔진 가동형태는?
1정속(60km/h)
2가속
3정속(40km/h)
4감속
정답 및 해설

감속할 때는 스로틀이 닫혀 흡기부압이 커지면서 실린더 안이 과농 혼합기가 되고 실화가 잦아진다. 타지 못한 연료가 그대로 나오므로 탄화수소(HC)는 감속 시 가장 많이 배출된다.

참고로 CO는 공회전·감속에서, NOx는 연소온도가 높아지는 가속·고속 정속에서 많이 나온다.

문제 16
지상 25 m에서 측정한 풍속이 8 m/s일 때, 지상 100 m에서의 풍속(m/s)은? (단, Deacon의 power law를 적용하고, 풍속지수 P = 0.25이다.)
1약 11.3
2약 12.1
3약 13.5
4약 16.0
정답 및 해설

Deacon의 지수법칙으로 계산하면 지상 100 m의 풍속은 약 11.3 m/s이다.

풍속의 고도분포는 U=U0(ZZ0)PU = U_0\left(\dfrac{Z}{Z_0}\right)^{P}로 나타내며, 기준높이의 풍속에 높이비의 P제곱을 곱한다.

U=8×(10025)0.25U = 8 \times \left(\dfrac{100}{25}\right)^{0.25}
=8×40.25=8×2= 8 \times 4^{0.25} = 8 \times \sqrt{2}
=8×1.414≈11.3 m/s= 8 \times 1.414 \approx 11.3\ \mathrm{m/s}

검산: 11.3÷8=1.41=40.2511.3 \div 8 = 1.41 = 4^{0.25}이므로 일치한다.

  • 약 12.1 m/s는 P = 0.3을 적용했을 때의 값이다.
  • 약 16.0 m/s는 P = 0.5(매우 안정)를 적용했을 때의 값이다.
문제 17
포름알데히드의 주된 발생업종이 아닌 것은?
1금속정련공장
2합성수지공장
3포르말린 제조공장
4피혁공장
정답 및 해설

금속정련공장은 포름알데히드의 주된 발생원으로 보기 어렵다.

  • 합성수지공장은 수지의 합성·경화 과정에서 포름알데히드가 발생하는 대표적 업종이다.
  • 포르말린 제조공장은 포름알데히드 수용액인 포르말린을 직접 생산하므로 당연히 해당된다.
  • 피혁공장은 무두질 등 가공 과정에서 포름알데히드를 사용해 발생원이 된다.
문제 18
고도에 따른 온도분포가 fumigation형에 대한 조건과 반대로서 역전층은 굴뚝높이보다 아래에 존재하고 불안정층은 상공에 존재하는 연기형태는?
1looping
2fanning
3coning
4lofting
정답 및 해설

역전층이 굴뚝보다 아래에, 불안정층이 위에 있는 연기 형태는 lofting(지붕형)이다.

연기가 위쪽 불안정층으로는 잘 확산되지만 아래쪽 역전층에 막혀 하강 확산이 억제되므로, 연기가 위로만 퍼지는 모양을 보인다.

이는 fumigation(훈증형)과 정반대의 상하 구조를 갖는 경우에 해당한다.

문제 19
가우시안 확산모델을 이용하여 화력발전소에서 10km 떨어지고, 평균풍속이 1m/sec인 주거지역의 SO2 농도를 계산하였더니 0.05ppm 이었다. SO2 의 화학반응(1차반응)을 고려한다면 주거지역의 SO2 농도는 얼마인가? (단, SO2의 대기 중에서 반응속도상수는 4.8×10-5s-1 이고 1차 반응을 이용하여 계산할 것)
10.01 ppm
20.02 ppm
30.03 ppm
40.04 ppm
정답 및 해설

1차 반응에 의한 감쇠를 반영하면 주거지역의 SO2 농도는 0.03 ppm이 된다.

먼저 이동 시간은 t=xu=10000 m1 m/s=10000 st=\dfrac{x}{u}=\dfrac{10000\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m/s}}=10000\ \mathrm{s}이다.

따라서 C=C0e−kt=0.05×e−4.8×10−5×10000=0.05×e−0.48=0.05×0.619=0.031 ppmC=C_0 e^{-kt}=0.05\times e^{-4.8\times10^{-5}\times10000}=0.05\times e^{-0.48}=0.05\times0.619=0.031\ \mathrm{ppm}으로 계산된다.

문제 20
석면이 가지고 있는 일반적인 특성과 거리가 먼 것은?
1절연성
2내화성 및 단열성
3흡습성 및 저인장성
4화학적 불활성
정답 및 해설

석면은 물을 거의 흡수하지 않는 비흡습성 광물이며, 인장강도가 낮기는커녕 인장강도가 매우 큰 섬유다. 따라서 "흡습성 및 저인장성"은 석면의 특성이 아니다.

석면이 단열재ㆍ내화재로 널리 쓰인 이유는 절연성, 내화성ㆍ단열성, 화학적 불활성(내산ㆍ내알칼리성)을 함께 갖췄기 때문이다.

문제 21
유압분무식 버너의 특징과 거리가 먼 것은?
1유량조절범위가 1:10 정도로 넓어서 부하변동에 적응이 쉽다.
2연료분사범위는 15~2000L/h 정도이다.
3연료의 점도가 크거나 유압이 5kg/cm2 이하가 되면 분무화가 불량하다.
4구조가 간단하여 유지 및 보수가 용이한 편이다.
정답 및 해설

유압분무식 버너는 유량조절범위가 1:2(환류식도 1:3) 정도로 좁아 부하변동 대응이 어려운 것이 대표적 단점이다. 1:10으로 넓다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 분사량은 15~2000L/h 정도이고, 점도가 크거나 유압이 5kg/cm2 이하면 무화가 나빠지며, 구조가 간단해 유지·보수가 쉽다.

문제 22
화염을 유지하기 위한 보염기에 대한 설명과 가장 거리가 먼 것은?
1원추형 보염기는 원추의 가장자리에서 말려들게 한 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다.
2축류형 보염기는 축의 전방에 생기는 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다.
3공기유동에 대해 소용돌이를 발생시켜 화염의 순환 영역을 만들어 화염의 안정화를 꾀한다.
4공기유동에 대해 연료를 역방향으로 분사하여 국부 공기유속을 화염전파속도보다 작게 한다.
정답 및 해설

축류형 보염기는 축의 후방(하류)에 생기는 소용돌이로 보염 작용을 하므로, 축 전방에서 발생한다는 설명은 사실과 다르다.

  • 원추형 보염기가 원추 가장자리의 말림 소용돌이로 보염 작용을 한다는 설명은 타당하다.
  • 공기 유동에 소용돌이를 만들어 화염 순환 영역을 형성해 안정화한다는 설명도 보염기의 일반적 원리와 일치한다.
  • 연료를 공기 흐름과 반대 방향으로 분사해 국부 유속을 화염전파속도보다 느리게 한다는 설명도 맞는 내용이다.
문제 23
황(S)함량 1.6% 인 중유를 500kg/h 로 연소할 때 30분 동안 생성되는 황산화물의 양(Sm3)은? (단, 중유 중 황은 모두 SO2 로 되며, 표준상태 기준)
12.8
25.6
311.2
422.4
정답 및 해설

30분 동안 태운 황의 양은
500 kg/h×0.5 h×0.016=4 kg500\,\mathrm{kg/h}\times0.5\,\mathrm{h}\times0.016=4\,\mathrm{kg}

황이 모두 SO2가 되면 S+O2→SO2\mathrm{S}+\mathrm{O_2}\to\mathrm{SO_2}에서 S 32kg당 SO2 22.4Sm3이 생기므로
432×22.4=2.8 Sm3\dfrac{4}{32}\times22.4=2.8\,\mathrm{Sm^3}
따라서 2.8Sm3이다.

문제 24
폭발성 혼합가스의 연소범위(L)를 구하는 식은? (단, ni : 각 성분 단일의 연소한계(상한 또는 하한), pi : 각 성분 가스의 부피(%))
1
2
3
4
정답 및 해설

폭발성 혼합가스의 연소범위는 르 샤틀리에 식 L=100p1n1+p2n2+⋯L=\dfrac{100}{\dfrac{p_1}{n_1}+\dfrac{p_2}{n_2}+\cdots} 로 구한다.

각 성분의 부피비율 pip_i 를 그 성분 단독의 연소한계 nin_i 로 나눈 값을 모두 더한 뒤, 전체 부피 100을 그 합으로 나누는 구조다. 상한을 넣으면 혼합가스의 연소상한이, 하한을 넣으면 연소하한이 나온다.

차원으로도 확인된다. pip_i 와 nin_i 가 모두 백분율이라 pi/nip_i/n_i 는 무차원이므로, 여기에 100을 나누어야 LL 이 다시 백분율 단위가 된다.

나머지 식은 성립하지 않는다.

  • 분모에 ni/pin_i/p_i 의 합을 쓴 식은 부피비율과 연소한계의 자리가 뒤바뀌어 있다.
  • ni/pin_i/p_i 의 합만 그대로 쓴 식은 100을 나누는 과정이 통째로 빠져 있다.
  • pi/nip_i/n_i 의 합만 그대로 쓴 식은 무차원 값이 되어 연소범위를 나타낼 수 없다.
문제 25
연료를 2.0의 공기비로 완전 연소시킬 때, 배출가스 중의 산소 농도(%)는? (단, 배출가스에는 일산화탄소가 포함되어 있지 않음)
17.5
29.5
310.5
412.5
정답 및 해설

공기비 2.0으로 완전연소할 때 배출가스 중 산소 농도는 10.5%이다.

완전연소 시 여분 산소 비율은 O2(%)=21×m−1m\mathrm{O_2}(\%) = 21\times\dfrac{m-1}{m}로 구한다.

공기비 m=2.0m=2.0을 대입하면 21×2.0−12.0=21×0.5=10.5%21\times\dfrac{2.0-1}{2.0}=21\times0.5=10.5\%가 된다.

문제 26
Propane 1Sm3을 연소시킬 경우 이론 건조연소 가스 중의 탄산가스 최대농도(%)는?
112.8%
213.8%
314.8%
415.8%
정답 및 해설

이론 건조연소가스에는 질소와 이산화탄소만 남는다.

C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow 3CO_2+4H_2O}에서
Ao=50.21=23.81 Sm3A_o=\dfrac{5}{0.21}=23.81\,\mathrm{Sm^3}
God=0.79×23.81+3=21.81 Sm3G_{od}=0.79\times23.81+3=21.81\,\mathrm{Sm^3}

따라서
(CO2)max=321.81×100=13.8%(\mathrm{CO_2})_{max}=\dfrac{3}{21.81}\times100=13.8\%

문제 27
A석탄을 사용하여 가열로의 배출가스를 분석한 결과 CO2 14.5%, O2 6%, N2 79%, CO 0.5%이었다. 이 경우의 공기비는?
11.18
21.38
31.58
41.78
정답 및 해설

배출가스에 CO가 남아 불완전연소이므로 CO 보정이 들어간 공기비 식을 쓴다.
m=N2N2−3.76(O2−0.5CO)m=\dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2}-3.76(\mathrm{O_2}-0.5\mathrm{CO})}

N2 79%, O2 6%, CO 0.5%를 대입하면
m=7979−3.76(6−0.25)=7957.38≒1.38m=\dfrac{79}{79-3.76(6-0.25)}=\dfrac{79}{57.38}\fallingdotseq 1.38

문제 28
다음 가연물 중 자기 착화온도가 가장 높은 것은?
1황린
2파라핀 왁스
3적린
4황
정답 및 해설

자기 착화온도는 파라핀 왁스가 약 245℃로, 황린(약 60℃), 적린(약 260℃), 황(약 232℃)과 비교해야 하므로 제시된 수치 기준으로는 적린이 더 높아 정답 2번과 일치하지 않습니다. 따라서 주어진 정답과 풀이가 모순되어 정확한 해설을 작성할 수 없습니다.

문제 29
화씨온도 200℉를 절대온도(0K)로 환산한 값으로 적절한 것은?
1311
2334
3367
4394
정답 및 해설

화씨 200℉는 절대온도로 환산하면 약 367K이다.

먼저 섭씨로 바꾸면 ∘C=(200−32)×59=93.3∘C^\circ C = (200-32)\times\dfrac{5}{9} = 93.3^\circ C이다.

따라서 절대온도는 K=93.3+273.15=366.5≈367 KK = 93.3 + 273.15 = 366.5 \approx 367\ \mathrm{K}가 된다.

문제 30
다음 연소방식 및 연소장치에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1확산연소는 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다.
2예혼합연소는 혼합기의 분출속도가 느릴 경우 역화의 위험이 있으므로 역화방지기를 부착해야 한다.
3유동층에서는 저열량연료, 점착성연료는 적용이 불가능하며, 탈황제의 주입 시 별도로 배연탈황설비가 필요하다.
4기화연소는 연료를 고온의 물체를 접촉 또는 충돌시켜 액체를 가연성 증기로 변환 후 연소시키는 방식이다.
정답 및 해설

유동층 연소는 저열량·점착성 연료에도 적용이 가능하고, 층 내에 탈황제를 직접 투입해 별도의 배연탈황설비 없이도 탈황이 가능하다는 점이 장점이므로, 이 설명은 사실과 반대이다.

  • 확산연소가 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다는 설명은 타당하다.
  • 예혼합연소에서 분출속도가 느리면 역화 위험이 있어 역화방지기가 필요하다는 설명도 맞는 내용이다.
  • 기화연소가 고온 물체와의 접촉으로 액체연료를 증기화한 뒤 연소시키는 방식이라는 설명도 정의와 일치한다.
문제 31
가스 발생로에서 나온 발생로 가스 1Nm3 을 완전연소 하는데 필요한 공기량(Nm3)은? (단, 가스는 수분을 포함하지 않으며 가스의 성분은 다음과 같다 CO2 =3.0%, CO=25.2%, CH4=4%, N2 =55.3%, H2 =12.5%)
11.278
22.278
33.278
44.278
정답 및 해설

발생로가스 1Nm3을 완전연소하는 데 필요한 이론 공기량은 1.278 Nm³이다.

가연성분인 CO, H2, CH4가 필요로 하는 이론 산소량은 O2=0.5×0.252+0.5×0.125+2×0.04=0.2685 Nm3O_2 = 0.5\times0.252 + 0.5\times0.125 + 2\times0.04 = 0.2685\ \mathrm{Nm^3}이다.

공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 A0=0.26850.21=1.278 Nm3A_0 = \dfrac{0.2685}{0.21} = 1.278\ \mathrm{Nm^3}이 된다.

문제 32
혼합가스에 포함된 기체의 조성이 부피기준으로 메탄이 10%, 프로판이 30%, 부탄이 60%인 기체연료가 있다. 이 기체연료 0.67 L를 완전연소 하는데 필요한 이론 공기량은?(단, 연료와 공기는 동일 조건의 기체이다.)
117.9L
219.6L
322.2L
426.7L
정답 및 해설

이 혼합가스 0.67L을 완전연소하는 데 필요한 이론 공기량은 17.9L이다.

성분별 이론 산소량을 부피비로 합하면 O2=0.10×2+0.30×5+0.60×6.5=5.6O_2 = 0.10\times2 + 0.30\times5 + 0.60\times6.5 = 5.6(연료 부피 대비)이다.

공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 A0=5.60.21=26.67A_0 = \dfrac{5.6}{0.21} = 26.67이고, 여기에 연료량 0.67L을 곱하면 26.67×0.67=17.9 L26.67\times0.67 = 17.9\ \mathrm{L}가 된다.

문제 33
A연소시설에서 연료중 수소를 10% 함유하는 중유를 연소시킨 결과 건조연소가스 중의 SO2 농도가 600ppm이었다. 건조연소가스량이 13Sm3/kg이라면 실제습배가스량 중 SO2 농도(ppm)는?
1약 350
2약 450
3약 550
4약 650
정답 및 해설

연료 중 수소가 연소하며 생기는 수증기량은
11.2×0.1=1.12 Sm3/kg11.2\times0.1=1.12\,\mathrm{Sm^3/kg}
이므로 실제 습배가스량은 13+1.12=14.12 Sm3/kg13+1.12=14.12\,\mathrm{Sm^3/kg}이다.

SO2의 절대량은 그대로이고 가스 부피만 늘어나므로 농도는 부피비만큼 묽어진다.
600×1314.12=552 ppm600\times\dfrac{13}{14.12}=552\,\mathrm{ppm}
따라서 약 550ppm이다.

문제 34
수소 12(w/w)%. 수분 0.6(w/w)%인 중유의 고위발열량이 10500kcal/kg일 때 이 중유의 저위발열량은? (단, 중유 비중은 1.0으로 가정함)
19937 kcal/kg
29848 kcal/kg
39720 kcal/kg
49630 kcal/kg
정답 및 해설

이 중유의 저위발열량은 약 9848 kcal/kg이다.

고위발열량에서 수소와 수분에 의한 증발잠열을 빼는 식 Hl=Hh−600(9H+W)H_l = H_h - 600(9H+W)을 적용한다.

수소 H=0.12H=0.12, 수분 W=0.006W=0.006을 대입하면 9×0.12+0.006=1.0869\times0.12+0.006=1.086이고, 여기에 600을 곱하면 651.6651.6이다.

따라서 Hl=10500−651.6=9848.4 kcal/kgH_l = 10500-651.6=9848.4\ \mathrm{kcal/kg}로 계산된다.

문제 35
CH4 93%, O2 2%, N2 5%의 조성가스 0.5Sm3를 연소시키는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
14.38
26.14
39.18
413.14
정답 및 해설

이 조성가스를 연소시키는 데 필요한 이론공기량은 4.38 Sm³이다.

CH4의 연소반응 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O에서 이론산소량은 2×0.93=1.862\times0.93=1.86인데, 조성가스에 이미 포함된 산소 0.020.02를 빼면 1.86−0.02=1.841.86-0.02=1.84이다.

공기 중 산소비 21%를 적용하면 단위 부피당 이론공기량은 1.840.21=8.76\dfrac{1.84}{0.21}=8.76이고, 여기에 가스량 0.5 Sm30.5\ \mathrm{Sm^3}를 곱하면 8.76×0.5=4.38 Sm38.76\times0.5=4.38\ \mathrm{Sm^3}가 된다.

문제 36
주어진 기체연료 1Sm3를 이론적으로 완전연소시키는데 가장 적은 이론산 소량(Sm3)을 필요로 하는 것은? (단, 연소시 모든 조건은 동일하다)
1Methane
2Hydrogen
3Ethane
4Acetylene
정답 및 해설

같은 부피의 기체연료 중에서는 수소가 완전연소에 필요한 이론산소량이 가장 적다.

  • 메탄은 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O 반응으로 부피 기준 산소가 2배 필요하다.
  • 수소는 H2+0.5O2→H2OH_2+0.5O_2\rightarrow H_2O 반응으로 산소가 0.5배만 있으면 된다.
  • 에탄은 C2H6+3.5O2→2CO2+3H2OC_2H_6+3.5O_2\rightarrow 2CO_2+3H_2O 반응으로 산소가 3.5배 필요하다.
  • 아세틸렌은 C2H2+2.5O2→2CO2+H2OC_2H_2+2.5O_2\rightarrow 2CO_2+H_2O 반응으로 산소가 2.5배 필요하다.
문제 37
메탄을 이론적으로 완전 연소시킬 때 부피를 기준으로 한 공기 연료비(AFR)는? (단, 표준상태기준)
12
27.52
39.52
411.52
정답 및 해설

메탄의 이론적 완전연소 시 부피기준 공기연료비(AFR)는 9.52이다.

CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O 반응에서 이론산소량은 연료 부피의 2배이므로, 공기 중 산소비 21%를 적용하면 이론공기량은 20.21=9.52\dfrac{2}{0.21}=9.52이다.

연료 1에 대한 공기량이 그대로 AFR이 되므로 9.529.52가 된다.

문제 38
연소반응에서 가연성물질을 산화시키는 물질로 가장 거리가 먼 것은?
1산소
2산화질소
3유황
4할로겐계 물질
정답 및 해설

유황(황)은 그 자체가 가연성 물질에 해당하여, 다른 가연성물질을 산화시키는 산화제로 보기 어렵다.

  • 산소는 연소반응의 대표적인 산화제이다.
  • 산화질소는 분자 내 산소를 포함해 산화제로 작용할 수 있다.
  • 할로겐계 물질도 강한 전기음성도로 인해 가연물을 산화시킬 수 있다.
문제 39
다음중 표면연소의 설명으로 가장 적절한 것은?
1오일의 표면에서 오일이 기화하여 일어나는 연소
2화염의 표면에서 산소와의 결합으로 일어나는 연소
3고체연료가 화염을 정상적으로 내면서 연소하는 것
4적열 코크스나 숯의 표면에 산소가 접촉하여 일어나는 연소
정답 및 해설

표면연소는 적열된 코크스나 숯의 표면에 산소가 직접 접촉하여 일어나는 연소를 말한다.

  • 오일 표면에서 기화한 증기가 타는 것은 증발연소에 해당한다.
  • 화염 표면에서 산소와 결합해 일어난다는 설명은 표면연소의 정의와 거리가 멀다.
  • 화염을 내면서 정상적으로 타는 것은 분해연소 등 불꽃연소에 해당하며, 표면연소는 불꽃 없이 진행되는 것이 특징이다.
문제 40
고체연료의 일반적인 특징으로 옳지 않은 것은?
1연소 시 많은 공기가 필요하므로 연소장치가 대형화된다.
2석탄을 이탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄, 흑연으로 분류할 때 무연탄의 탄화도가 가장 작다.
3고체연료는 액체연료에 비해 수소함유량이 작다.
4고체연료는 액체연료에 비해 산소함유량이 크다.
정답 및 해설

탄화도는 이탄 < 갈탄 < 역청탄 < 무연탄 < 흑연 순으로 커지므로, 무연탄의 탄화도가 가장 작다는 설명이 잘못됐다.

나머지는 옳다. 완전연소에 많은 공기가 필요해 연소장치가 대형화되고, 액체연료에 비해 수소 함유량은 작고 산소 함유량은 크다.

문제 41
흡인통풍의 장점으로 가장 적합하지 않은 것은?
1통풍력이 크다.
2연소용 공기를 예열할 수 있다.
3굴뚝의 통풍저항이 큰 경우에 적합하다.
4노 내압이 부압(-)으로 역화의 우려가 없다.
정답 및 해설

흡인통풍(유인통풍)은 연도 끝에서 배기가스를 빨아내는 방식이라 송풍기가 다루는 것이 연소용 공기가 아니라 고온의 배기가스다. 따라서 연소용 공기를 예열하는 효과는 없으며, 그것은 압입통풍의 장점이다.

나머지는 흡인통풍의 장점이다. 노 안이 부압이 되어 역화 우려가 없고, 통풍력이 커서 굴뚝의 통풍저항이 큰 경우에도 쓸 수 있다.

문제 42
일반적으로 더스트의 체적당 표면적을 비표면적이라 하는데 구형입자의 비표면적의 식을 옳게 나타낸 것은? (단, d는 구형입자의 직경)
12/d
24/d
36/d
48/d
정답 및 해설

비표면적은 표면적을 체적으로 나눈 값이다.

지름 d인 구는 표면적이 πd2\pi d^2, 체적이 πd36\dfrac{\pi d^3}{6}이므로
Sv=πd2πd3/6=6dS_v = \dfrac{\pi d^2}{\pi d^3 / 6} = \dfrac{6}{d}

문제 43
배출가스 중의 NOx 제거법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1선택적 촉매환원법의 최적온도 범위는 700~850℃ 정도이며, 보통 50% 정도의 NOx를 저감시킬 수 있다.
2선택적 촉매환원법은 TiO2와 V2O5를 혼합하여 제조한 촉매에 NH3, H2, CO, H2S 등의 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 환원시키는 방법이다.
3비선택적인 촉매환원에서는 NOx뿐만 아니라, O2까지 소비된다.
4배출가스 중의 NOx제거는 연소조절에 의한 제어법보다 더 높은 NOx 제거효율이 요구되는 경우나 연소방식을 적용할 수 없는 경우에 사용된다.
정답 및 해설

선택적 촉매환원법(SCR)의 최적 반응온도는 300~400℃ 정도이고 NOx 제거율도 90% 내외로 높다. 700~850℃는 촉매 없이 암모니아·요소를 주입하는 선택적 무촉매환원법(SNCR)의 온도대다.

나머지는 옳다. 비선택적 촉매환원에서는 환원제가 NOx뿐 아니라 배기 중 O2까지 소비하고, SCR 촉매로는 TiO2와 V2O5를 혼합한 것이 대표적이다.

문제 44
벤튜리 스크러버 적용시 액가스비를 크게 하는 요인으로 틀린 것은?
1분진의 친수성이 클 때
2분진의 입경이 작을 때
3처리가스의 온도가 높을 때
4분진의 농도가 높을 때
정답 및 해설

분진의 친수성이 클수록 오히려 액적에 쉽게 젖어 포집이 잘 되므로, 액가스비를 크게 할 필요성은 줄어든다.

  • 처리가스의 온도가 높을 때는 냉각·응축을 위해 액가스비를 크게 해야 한다.
  • 분진의 입경이 작을 때는 포집이 어려워지므로 액가스비를 크게 해야 한다.
  • 분진의 농도가 높을 때도 처리에 필요한 액량이 늘어나 액가스비를 크게 해야 한다.
문제 45
가로 a , 세로 b인 직사각형의 유로에 유체가 흐를 경우 상당직경 (Equivalent Diameter)을 산출하는 간이식은?
1√aㆍb
22ㆍaㆍb
3
4
정답 및 해설

직사각형 유로의 상당직경은 De=2aba+bD_e=\dfrac{2ab}{a+b} 로 산출한다.

상당직경은 De=4APD_e=\dfrac{4A}{P}, 즉 유로 단면적의 4배를 젖음둘레로 나눈 값이다. 가로 aa, 세로 bb 인 직사각형은 A=abA=ab, P=2(a+b)P=2(a+b) 이므로 De=4ab2(a+b)=2aba+bD_e=\dfrac{4ab}{2(a+b)}=\dfrac{2ab}{a+b} 가 된다.

정사각형(a=ba=b)으로 검산하면 De=2a22a=aD_e=\dfrac{2a^2}{2a}=a 로 한 변의 길이와 같아져, 같은 유동 특성을 갖는 원형관의 직경이라는 상당직경의 뜻과 일치한다.

나머지 식은 정의나 차원이 맞지 않는다.

  • 두 변의 곱에 제곱근을 씌운 기하평균은 둘레 정보를 담지 못해, 단면적이 같다면 가늘고 긴 유로와 정사각형 유로를 구분하지 못한다.
  • 두 변의 곱을 2배 한 값은 길이가 아니라 면적 차원이다.
  • 두 변의 합의 2배를 곱으로 나눈 뒤 제곱근을 씌운 식도 차원이 길이가 되지 않는다.
문제 46
후드의 유입계수가 0.85, 속도압이 25mmH2O 일 때 후드의 압력손실은?
18.1 mmH2O
28.8 mmH2O
39.6 mmH2O
410.8 mmH2O
정답 및 해설

후드의 압력손실은 ΔP=F×VP\Delta P = F\times VP이고, 유입손실계수는 유입계수 CeC_e로부터 F=1Ce2−1F=\dfrac{1}{C_e^{2}}-1로 구한다.

유입계수 0.85를 대입하면
F=10.852−1=1.384−1=0.384F=\dfrac{1}{0.85^{2}}-1=1.384-1=0.384

따라서 ΔP=0.384×25\Delta P = 0.384\times 25이므로 압력손실은 약 9.6 mmH2O이다.

문제 47
흡수탑의 충전물에 요구되는 사항으로 거리가 먼 것은?
1단위 부피내의 표면적이 클 것
2간격의 단면적이 클 것
3단위 부피의 무게가 가벼울 것
4가스 및 액체에 대하여 내식성이 없을 것
정답 및 해설

충전물은 흡수액과 가스에 계속 접촉하므로 내식성이 있어야 한다. "내식성이 없을 것"은 요구조건과 정반대다.

그 밖의 요구조건은 단위 부피당 표면적이 클 것, 공극의 단면적이 커서 압력손실이 작을 것, 단위 부피당 무게가 가벼울 것 등이다.

문제 48
가솔린 자동차의 후처리에 의한 배출가스 저감방안의 하나인 삼원 촉매장치의 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1CO와 HC의 산화촉매로는 주로 백금(Pt)이 사용된다.
2NO의 환원촉매로는 주로 파라듐(Pd)이 사용된다.
3CO와 HC는 CO2와 H2O로 산화되며 NO는 N2로 환원된다.
4CO, HC, NOx 3성분의 동시 저감을 위해 엔진에 공급되는 공기연료비는 이론공연비 정도로 공급되어야 한다.
정답 및 해설

삼원 촉매장치(Three-Way Catalyst, TWC)에서 촉매 금속의 역할과 비율을 묻는 문항이다. 로듐(Rh)은 NO의 산화반응이 아닌 환원반응을 촉진하므로 NO의 환원촉매로 파라듐을 든 설명이 거리가 멀다. 이 설명은 로듐의 역할을 "NO의 산화반응"이라고 잘못 표현했다.

  • CO와 HC의 산화에 백금이 사용되는 것이 맞다.
  • CO와 HC는 산화되어 CO₂와 H₂O로, NO는 환원되어 N₂로 변환되는 삼원 촉매의 기본 원리를 정확히 설명한다.
  • 삼원 촉매가 3가지 오염물질을 동시에 저감하려면 이론공연비(λ=1) 근처에서 작동해야 한다는 점이 맞다.
문제 49
층류의 흐름인 공기 중을 입경이 2.2㎛, 밀도가 2400g/L인 구형입자가 자유낙하하고 있다. 구형입자의 종말속도(m/s)는? (단, 20℃에서 공기의 밀도는 1.29g/L, 공기의 점도는 1.81×10-4poise)
13.5×10-6
23.5×10-5
33.5×10-4
43.5×10-3
정답 및 해설

층류(Stokes 영역)이므로 Vt=dp2(ρp−ρ)g18μV_t = \dfrac{d_p^2(\rho_p - \rho)g}{18\mu}를 쓴다. 점도는 1.81×10−4 poise=1.81×10−5 kg/(m⋅s)1.81 \times 10^{-4}\,\mathrm{poise} = 1.81 \times 10^{-5}\,\mathrm{kg/(m \cdot s)}로 고친다.

밀도 2400g/L는 2400kg/m3이므로 대입하면
Vt=(2.2×10−6)2(2400−1.29)×9.818×1.81×10−5=3.5×10−4 m/sV_t = \dfrac{(2.2 \times 10^{-6})^2 (2400 - 1.29) \times 9.8}{18 \times 1.81 \times 10^{-5}} = 3.5 \times 10^{-4}\,\mathrm{m/s}

공기 밀도가 입자 밀도에 비해 무시할 만큼 작아 결과에 거의 영향을 주지 않는다.

문제 50
평판형 집진기(3.0m×2.3m)가 평행으로 극판간 거리 0.3m로 6개가 설치되었으며, 내부는 양면 집진판이며, 양끝 집진판은 하나의 집진면을 가질 때 집진장치를 가동하여 얻을 수 있는 집진효율은? (단, 유입 배기가스 총 유량은 100m3/min 이며 각 집진판으로 균일하게 분배되어 처리되며, 10g/m3의 먼지를 분진 입자의 겉보기 이동속도 0.1m/sec 로 고정하여 집진장치를 가동한다.)
199.5%
298.4%
397%
495.5%
정답 및 해설

집진면적부터 센다. 극판 6개 중 양끝 2개는 한 면, 안쪽 4개는 양면이므로 집진면은 2×1+4×2=10면이고, A=10×(3.0×2.3)=69 m2A=10\times(3.0\times2.3)=69\ \mathrm{m^2}이다.

도이치 식 η=1−e−A weQ\eta=1-e^{-\dfrac{A\,w_e}{Q}}에 Q=100 m3/min=1.667 m3/sQ=100\ \mathrm{m^3/min}=1.667\ \mathrm{m^3/s}, we=0.1 m/sw_e=0.1\ \mathrm{m/s}를 대입하면
A weQ=69×0.11.667=4.14\dfrac{A\,w_e}{Q}=\dfrac{69\times0.1}{1.667}=4.14
따라서 η=1−e−4.14=0.984\eta=1-e^{-4.14}=0.984, 즉 98.4 %이다.

문제 51
일반적인 흡착제의 용도를 가장 알맞게 짝지은 것은?
1활성탄- 습한가스 건조, 황분 제거
2실리카겔- 용제 회수, 악취 제거
3활성알루미나- 탄화수소로부터 오염물질 제거
4보오크사이트- 석유분류물 처리, 가스 건조
정답 및 해설

보오크사이트는 석유분류물 처리와 가스 건조에 쓰이는 흡착제로 짝지어진 것이 맞다.

  • 활성탄은 습한 가스 건조가 아니라 용제 회수·악취 제거에 주로 쓰인다.
  • 실리카겔은 용제 회수·악취 제거가 아니라 가스 건조에 주로 쓰인다.
  • 활성알루미나는 탄화수소 오염물질 제거가 아니라 가스 건조에 주로 쓰인다.
문제 52
내경이 120mm의 원통내를 20℃ 1기압의 공기가 30m3/hr로 흐른다. 표준상태의 공기의 밀도가 1.3kg/Sm3, 20℃의 공기의 점도가 1.81×10-4poise이라면 레이놀드 수는?
1약 4500
2약 5900
3약 6500
4약 7300
정답 및 해설

먼저 관 내 유속을 구한다. A=π(0.12)24=0.0113 m2A = \dfrac{\pi (0.12)^2}{4} = 0.0113\,\mathrm{m^2}, Q=303600=8.33×10−3 m3/sQ = \dfrac{30}{3600} = 8.33 \times 10^{-3}\,\mathrm{m^3/s}이므로 v=0.737 m/sv = 0.737\,\mathrm{m/s}다.

20℃ 공기밀도는 1.3×273293=1.21 kg/m31.3 \times \dfrac{273}{293} = 1.21\,\mathrm{kg/m^3}이고, 점도는 1 poise = 0.1 kg/m·s이므로 1.81×10−5 kg/m⋅s1.81 \times 10^{-5}\,\mathrm{kg/m \cdot s}다.

따라서 Re=ρvDμ=1.21×0.737×0.121.81×10−5≈5900Re = \dfrac{\rho v D}{\mu} = \dfrac{1.21 \times 0.737 \times 0.12}{1.81 \times 10^{-5}} \approx 5900이다.

문제 53
충전탑에서 배출가스 중의 불화수소(HF)를 수산화나트륨 용액과 향류로 접촉시켜 90%를 흡수하고 있다. 흡수율을 99%로 높이려면 충전층의 높이는 처음의 몇 배로 하여야 하는가? (단, 흡수액 상의 HF 평형분압은 0이고, 기상총괄이동단위높이(HOG)는 일정하다.)
11.1배
21.5배
32배
410배
정답 및 해설

평형분압이 0인 경우 기상총괄이동단위수는 NOG=ln⁡11−ηN_{OG}=\ln\dfrac{1}{1-\eta}이고 충전층 높이는 Z=HOG×NOGZ=H_{OG}\times N_{OG}이므로, HOGH_{OG}가 일정하면 높이는 NOGN_{OG}에 비례하여 2배가 되어야 한다.

흡수율 90%일 때
NOG,1=ln⁡11−0.9=ln⁡10=2.303N_{OG,1}=\ln\dfrac{1}{1-0.9}=\ln 10=2.303
흡수율 99%일 때
NOG,2=ln⁡11−0.99=ln⁡100=4.605N_{OG,2}=\ln\dfrac{1}{1-0.99}=\ln 100=4.605
Z2Z1=4.6052.303=2.0\dfrac{Z_2}{Z_1}=\dfrac{4.605}{2.303}=2.0

ln⁡100=2ln⁡10\ln 100=2\ln 10이므로 정확히 2배이다. 흡수율의 비(99/90)나 통과율의 비(0.1/0.01)로 구하면 각각 1.1배·10배가 되어 틀린 값이 된다.

문제 54
먼지농도 10g/m3 인 배기가스를 1200m3/min로 배출하는 배출구에 여과집진장치를 설치하고자 한다. 이 여과집진장치의 평균 여과속도는 3m/min 이고, 여기에 직경 20cm, 길이 4m의 여과백을 사용한다면 필요한 여과백의 수는 ?
1120개
2140개
3160개
4180개
정답 및 해설

필요한 총 여과면적은 처리가스량을 여과속도로 나눈 값이다.
A=12003=400 m2A=\dfrac{1200}{3}=400\,\mathrm{m^2}

여과백 1개의 면적은 원통 옆면이므로
a=πDL=π×0.2×4=2.51 m2a=\pi D L=\pi\times0.2\times4=2.51\,\mathrm{m^2}
따라서 N=4002.51≈159.2N=\dfrac{400}{2.51}\approx159.2이므로 160개가 필요하다.

먼지농도 10g/m³는 소요 개수 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

문제 55
사업장에서 발생되는 케톤(Ketone)류를 제어하는 방법 중 제어효율이 가장 낮은 방법은?
1직접소각법
2응축법
3흡착법
4흡수법
정답 및 해설

아세톤 등 케톤류는 극성이 크고 수용성이어서 비극성인 활성탄과 친화력이 낮아 흡착법의 제어효율이 가장 떨어진다.

반대로 물과 용제에 잘 녹으므로 흡수법이 유리하고, 비점이 비교적 높아 응축법으로 회수하기 쉬우며, 가연성이므로 직접소각법은 매우 높은 제어효율을 낸다.

문제 56
벤츄리스크러버(venturi scrubber)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼것은?
1가압수식 중에서 집진율이 가장 높아 대단히 광범위하게 사용되며, 소형으로 대용량의 가스처리가 가능하다.
2액가스비는 보통 0.3-1.5L/m3정도, 압력손실은 300-800mmH2O 전 후 이다
3물방울 입경과 먼지 입경의 비는 충돌효율 면에서 10:1전후가 좋다.
4목부의 처리가스 속도는 보통 60-90m/s이다.
정답 및 해설

벤츄리스크러버에서 물방울과 먼지 입자의 입경비는 10:1보다 훨씬 커야 충돌효율 측면에서 유리한 것으로 알려져 있어, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 가압수식 세정법 중 집진율이 가장 높아 광범위하게 쓰이고, 소형 설비로도 대용량 가스를 처리할 수 있다는 설명은 타당하다.
  • 액가스비 0.3~1.5 L/m³, 압력손실 300~800mmH2O 전후라는 수치도 벤츄리스크러버의 통상적인 설계 범위와 일치한다.
  • 목부 처리가스 속도가 보통 60~90 m/s라는 설명도 타당하다.
문제 57
배출가스량이 3600m3/hr 이고 , 가스온도 150℃ , 압력 500mmHg , 함진농도 10g/m3인 배출가스를 처리하는 집진장치에서 출구의 함진농도를 0.2g/Sm3로 하기 위하여 필요한 집진율은 약 몇 %인가?
196.55%
297.15%
398.55%
499.15%
정답 및 해설

필요한 집진율은 약 99.15%이다.

입구 함진농도를 표준상태로 환산하면 10×273+150273×760500=10×1.549×1.52=23.5 g/Sm310\times\dfrac{273+150}{273}\times\dfrac{760}{500}=10\times1.549\times1.52=23.5\ \mathrm{g/Sm^3}이다.

따라서 집진율은 η=(1−0.223.5)×100=99.15%\eta=\left(1-\dfrac{0.2}{23.5}\right)\times100=99.15\%로 계산된다.

문제 58
집진효율이 70%인 1차 집진장치가 있다. 총집진효율이 98%이라면 2차 집진장치의 집진효율은?
191.1 %
293.3 %
394.8 %
496.5 %
정답 및 해설

2차 집진장치의 집진효율은 93.3%이다.

직렬로 설치된 집진장치의 총괄효율은 ηt=η1+η2(1−η1)\eta_t=\eta_1+\eta_2(1-\eta_1)로 나타낼 수 있다.

η1=0.70\eta_1=0.70, ηt=0.98\eta_t=0.98을 대입하면 0.98=0.70+η2×0.300.98=0.70+\eta_2\times0.30이므로, η2=0.280.30=0.933=93.3%\eta_2=\dfrac{0.28}{0.30}=0.933=93.3\%가 된다.

문제 59
작업의 성질상 포의식이나 boot type으로 할 수 없을 때 부득이 발생원에서 격리시켜 설치하는 형태로 도금세척, 분무도장 등에서 이용되며 외부의 난기류에 의해 그 효과가 많이 감소되는 단점이 있는 외부식 후드형식은?
1Glove box type
2Cover type
3Canopy type
4Slot type
정답 및 해설

이는 도금세척, 분무도장 등에서 발생원과 떨어뜨려 설치하는 슬롯형(slot type) 후드에 해당한다.

포위식이나 부스형(boot type)을 적용할 수 없는 작업 조건에서 부득이 오염원에서 격리해 설치하는 외부식 후드 형태로, 개구부가 좁고 길게 배치된다.

외부의 난기류에 영향을 크게 받아 포집 효과가 쉽게 저하된다는 단점을 갖는다.

문제 60
Henry 법칙이 적용되는 가스로서 공기 중 유해가스의 평형분압이 16 mmHg일 때, 수중 유해가스의 농도는 3.0 kmol/m3 였다. 같은 조건에서 가스분압이 435 mmH20 가 되면 수중 유해가스의 농도는? (단, Hg의 비중 13.6)
1약 1.5 kmol/m3
2약 3.0 kmol/m3
3약 6.0 kmol/m3
4약 9.0 kmol/m3
정답 및 해설

Henry 법칙 p=H Cp = H\,C에서 같은 조건이면 용해 농도는 평형분압에 비례한다. 먼저 압력 단위를 mmHg로 통일한다.

수은의 비중이 13.6이므로
435 mmH2O=43513.6≈32 mmHg435\ \mathrm{mmH_2O}=\dfrac{435}{13.6}\approx 32\ \mathrm{mmHg}

따라서 C=3.0×3216C = 3.0\times\dfrac{32}{16}이므로 수중 농도는 약 6.0 kmol/m³이다.

문제 61
공정시험방법의 일반화학분석에 대한 공통적인 사항을 규정한 내용 중 알맞지 않은 것은?
1"수욕상 또는 수욕중에서 가열한다"라 함은 따로 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 말한다.
2액의 농도를 (1→5)로 표시한 것은, 용질의 성분이 고체일 때는 1g을 용매에 녹여 전량을 5mL로 하는 비율을 뜻한다.
3시험에 사용하는 표준품은 원칙적으로 1급 시약이상을 사용하여야 한다.
4방울수라 함은 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1mL되는 것을 뜻한다.
정답 및 해설

공정시험방법에서 시험에 사용하는 표준품은 1급이 아니라 특급시약 이상을 사용하는 것이 원칙이므로, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 수욕상 또는 수욕중 가열은 별도 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 의미한다는 설명은 통칙과 일치한다.
  • 농도 (1→5) 표시가 고체 1g을 녹여 전량 5mL로 하는 비율을 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 같다.
  • 방울수가 20℃에서 정제수 20방울의 부피가 약 1mL 되는 것을 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 일치한다.
문제 62
분석시료제조를 위하여 아세틸아세톤함유흡수액을 사용하는 분석대상가스는?
1시안화수소
2벤젠
3비소
4포름알데히드
정답 및 해설

포름알데히드는 아세틸아세톤을 함유한 흡수액에 흡수시킨 뒤 발색반응을 이용해 분석하는 대상가스이다.

흡수액 속의 아세틸아세톤이 포름알데히드와 반응하여 특유의 색을 나타내는 화합물을 생성하고, 이를 흡광도로 측정하여 정량한다.

문제 63
굴뚝 배출가스 중의 질소산화물을 연속적으로 자동측정하는데 사용되는 자외선흡수분석계의 구성에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?
1광원 : 중수소방전관 또는 중압수은 등을 사용한다.
2시료셀 : 시료가스가 연속적으로 흘러갈 수 있는 구조로 되어 있으며 그 길이는 200~500mm이고 셀의 창은 자외선 및 가시광선이 투과할 수 있는 재질이어야 한다.
3광학필터 : 프리즘과 회절격자 분광기 등을 이용하여 자외선 또는 적외선 영역의 단색광을 얻는 데 사용된다.
4합산증폭기 : 신호를 증폭하는 기능과 일산화질소 측정파장에서 아황산가스의 간섭을 보정하는 기능을 가지고 있다.
정답 및 해설

프리즘이나 회절격자로 단색광을 얻는 것은 분광기의 기능이다. 광학필터는 특정 파장역의 빛만 통과시켜 시료 중 간섭성분의 영향을 제거하는 데 쓰인다.

나머지 구성은 옳다. 광원은 중수소방전관 또는 중압수은등, 시료셀은 길이 200~500 mm에 자외선·가시광선이 투과하는 창을 쓰며, 합산증폭기는 신호를 증폭하면서 일산화질소 측정파장에서 아황산가스의 간섭을 보정한다.

문제 64
유류 중의 황함유량 분석 방법 중 방사선여기법에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?
1여기법 분석계의 전원 스위치를 넣고 1시간 이상 안정화시킨다.
2시료에 방사선을 조사하고 여기된 황 원자에서 발생하는 γ선의 강도를 측정한다.
3석유 제품의 시료채취 시 증기의 흡입은 될 수 있는 한 피해야 한다.
4시료를 충분히 교반한 후 준비된 시료셀에 기포가 들어가지 않도록 주의하여 액 층의 두께가 5~20mm가 되도록 시료를 넣는다.
정답 및 해설

방사선여기법에서 측정하는 것은 여기된 황 원자에서 발생하는 형광 X선이며, γ선을 측정한다는 설명은 사실과 다르다.

  • 분석계 전원을 넣은 뒤 1시간 이상 안정화시킨다는 절차 설명은 타당하다.
  • 석유 제품 시료채취 시 증기 흡입을 될 수 있는 한 피해야 한다는 설명도 안전상 타당하다.
  • 시료셀에 기포 없이 액층 두께를 맞춰 넣는다는 절차 설명도 타당하다.
문제 65
굴뚝 배출가스 내의 염화수소 분석방법 중 자외선/가시선 분광법(흡광광도법)에 해당하는 것은?
1티오시안산 제이수은법
2질산은법
3란탄-알리자린 콤플렉숀법
44-아미노안티피린법
정답 및 해설

염화수소의 자외선/가시선 분광법(흡광광도법)에 해당하는 것은 티오시안산 제이수은법이다.

흡수액 속 티오시안산제이수은이 염화수소와 반응해 티오시안산이온을 유리시키고, 이 이온이 철 이온과 반응하여 발색된 정도를 흡광도로 측정하는 원리이다.

질산은법은 침전적정법, 란탄-알리자린 콤플렉숀법은 불소화합물 분석법, 4-아미노안티피린법은 페놀류 분석법으로 각각 대상 물질이 다르다.

문제 66
환경 대기중의 질소산화물을 자동연속측정하는 방법과 가장 거리가 먼 것은?
1자외선형광법
2살츠만법
3화학발광법
4흡광차분광법
정답 및 해설

자외선형광법은 아황산가스(SO2)의 자동측정법이므로 질소산화물 측정법에는 들어가지 않는다.

환경대기 중 질소산화물 자동연속측정법은 화학발광법(주시험법), 흡광광도법인 살츠만법, 흡광차분광법 등이다.

문제 67
기체-액체 크로마트그래프법에서 사용되는 탄화수소계 고정상 액체물질과 가장 거리가 먼 것은?
1디메틸술포란
2고진공 그리이스
3스쿠아란
4헥사데칸
정답 및 해설

고정상 액체물질 중 디메틸술포란은 탄화수소계가 아닌 황을 포함한 극성 물질이다.

  • 고진공 그리이스는 탄화수소 계열의 고정상 액체물질이다.
  • 스쿠알란은 대표적인 탄화수소계 비극성 고정상 액체물질이다.
  • 헥사데칸도 탄화수소계 고정상 액체물질에 해당한다.
문제 68
공정시험방법상 굴뚝에서 배출되는 가스 중의 일산화탄소를 분석하는 방법으로 적절치 못한 것은?
1흡광광도법
2정전위전해법
3비분산적외선분석법
4가스크로마토그래프법
정답 및 해설

흡광광도법은 굴뚝 배출가스 중 일산화탄소 분석방법에 해당하지 않는다.

  • 정전위전해법은 CO를 전기화학적으로 산화시켜 발생하는 전류를 측정하는 방법이다.
  • 비분산적외선분석법은 CO의 적외선 흡수 특성을 이용해 연속적으로 농도를 측정하는 방법이다.
  • 가스크로마토그래프법은 시료를 분리·검출하여 CO 농도를 정량하는 방법이다.
문제 69
기체-고체 크로마토그래피법에서 사용하는 흡착형 충전물과 거리가 먼 것은?
1알루미나
2활성탄
3담체
4실리카겔
정답 및 해설

담체는 기체-고체 크로마토그래피(GSC)의 흡착형 충전물이 아니라, 기체-액체 크로마토그래피에서 고정상 액체를 지지하는 물질이다.

  • 알루미나는 GSC에서 널리 쓰이는 대표적인 흡착형 충전물이다.
  • 활성탄도 흡착 성능이 뛰어나 GSC 충전물로 사용된다.
  • 실리카겔 역시 극성 물질 분리에 쓰이는 흡착형 충전물이다.
문제 70
배출가스 중 먼지를 여과지에 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한 후 원자흡수분광광도법을 이용하여 각종 금속원소의 원자흡광광도를 측정하여 정량분석하고자 할 때, 다음 중 금속원소별 측정파장으로 옳게 짝지어진 것은?
1Pb - 357.9 nm
2Cu - 228.8 nm
3Ni - 217.0 nm
4Zn - 213.8 nm
정답 및 해설

제시된 짝짓기 중 실제 측정파장과 일치하는 것은 아연(Zn)의 213.8nm뿐이다.

  • 납(Pb)은 283.3nm(또는 217.0nm)에서 측정하며, 357.9nm는 크롬(Cr)의 측정파장이다.
  • 구리(Cu)는 324.8nm에서 측정하며, 228.8nm는 카드뮴(Cd)의 측정파장이다.
  • 니켈(Ni)은 232.0nm에서 측정하며, 217.0nm는 납(Pb)에 해당하는 파장이다.
문제 71
대기오염공정시험기준상 배출가스 중 플루오린화합물을 자외선/가시선분광법(란타넘-알리자린콤플렉손법)으로 분석하는 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡수액으로 수산화소듐 용액(4 g/L)을 사용하고, 흡광도는 620 nm 부근의 파장에서 측정한다.
2채취관은 스테인리스강, PTFE 수지 등 부식성 가스에 영향을 받지 않는 재질을 사용하고, 여과재로 PTFE 섬유 등을 넣는다.
3알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 공존하면 영향을 받는다.
4시료채취량 80 L, 분석용 시료용액 250 mL인 경우 정량범위는 0.5 ppm 이상, 방법검출한계는 0.2 ppm이다.
정답 및 해설

대기오염공정시험기준(ES 01311.1)에서 란타넘-알리자린콤플렉손법의 정량범위는 시료채취량 80 L·분석용 시료용액 250 mL 기준 0.05 ppm 이상, 방법검출한계는 0.02 ppm이다. 0.5 ppm 이상·0.2 ppm은 10배 큰 값으로 옳지 않다.

이 방법은 배출가스 중 무기 플루오린화합물을 수산화소듐 용액(4 g/L)에 흡수시킨 뒤 완충용액으로 pH를 조절하고 란타넘-알리자린콤플렉손 용액을 가해 생성되는 착화합물의 흡광도를 620 nm 부근에서 측정한다.

  • 채취관은 스테인리스강·PTFE 수지 등 부식성 가스에 견디는 재질을 쓰고, 여과재로 PTFE 섬유 등을 넣어 먼지 혼입을 막는다는 설명은 옳다.
  • 알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등 중금속 이온이나 인산 이온이 공존하면 영향을 받으므로 그 영향을 무시하거나 제거할 수 있는 경우에 적용한다는 설명도 옳다.
문제 72
환경대기 중 아황산가스를 파라로자닐린법으로 분석할 때 다음 간섭물질에 대한 제거방법으로 옳은 것은?
1NOx : 측정기간을 늦춘다.
2Cr : pH를 4.5 이하로 조절한다.
3O3 : 설퍼민산(NH3SO3)을 사용한다.
4Mn, Fe : EDTA 및 인산을 사용한다.
정답 및 해설

파라로자닐린법에서 망간·철·크로뮴 같은 중금속의 방해는 EDTA와 인산을 넣어 착화·차폐시켜 없앤다.

나머지 보기는 제거방법이 서로 뒤바뀌어 있다.

  • 질소산화물의 방해는 설퍼민산을 넣어 제거한다.
  • 오존의 방해는 시료 채취 후 분석시각을 늦춰 오존이 자연 분해되게 한다.
문제 73
흡광광도법에서 자외부의 광원으로 주로 사용되는 것은?
1텅스텐램프
2중공음극램프
3열 음극 램프
4중수소방전관
정답 및 해설

흡광광도법에서 자외부 파장 영역의 광원으로는 중수소방전관을 주로 사용한다.

  • 텅스텐램프는 가시부 파장 영역의 광원으로 쓰인다.
  • 중공음극램프는 원자흡광분광광도법(AAS)에서 사용하는 특정 금속원소 전용 광원이다.
문제 74
굴뚝 배출가스 중 먼지농도를 반자동식 시료채취기에 의해 분석하는 경우 채취장치 구성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡인노즐의 꼭지점은 60〬 이하의 예각이 되도록 하고 주위 장치에 고정시킬 수 있도록 충분한 각(가급적 수직)이 확보되도록 한다.
2흡인관은 수분응축 방지를 위해 시료가스 온도를 120±14℃로 유지할 수 있는 가열기를 갖춘 보로실리케이트, 스테인레스강 또는 석영 유리관을 사용한다.
3흡인노즐의 안과 밖의 가스흐름이 흐트러지지 않도록 흡인노즐 내경(d)은 4mm 이상으로 하고, d는 정확히 측정하여 0.1mm 단위까지 구하여 둔다.
4피토관은 피토관 계수가 정해진 L형 피토관(C : 1.0 전후) 또는 S형(웨스턴형 C : 0.85 전후) 피토관으로서 배출가스 유속의 계속적인 측정을 위해 흡인관에 부착하여 사용한다.
정답 및 해설

굴뚝 배출가스 먼지농도 반자동식 시료채취 장치의 흡인노즐 구성 기준에서 정답을 결정한다. 흡인노즐의 꼭지점은 80° 이상 90° 이하의 예각이어야 하는데, 흡인노즐 꼭지점에 관한 설명은 "80° 이하"라고 명시하여 허용 범위를 초과로 좁게 제한했다.

이는 실제 배출가스 측정 기준(예: 굴뚝 배출가스 먼지 측정 기준)에서 규정한 80° 이상의 기준과 모순된다.

  • 흡인노즐 내경은 안지름 3mm 이상과 0.1mm 단위 정확도 요구로 올바르다.
  • 흡인관은 120±14℃ 가열로 수분 응축 방지 조건이 맞다.
  • 피토관은 L형(C=1.0 전후) 또는 웨스턴형(C=0.85 전후) 피토관 사양이 정확하다.
문제 75
배출가스중의 산소농도를 자동측정기 방식으로 측정할 때 '항온조 온도조절 동작 점검', 브릿지전류의 점검'을 주된 보수점검사항으로 하여야 하는 측정방식은?
1자기풍 방식
2자기식 방식
3질코니아 방식
4전극 방식
정답 및 해설

항온조의 온도조절 동작과 브릿지전류 점검이 주된 보수항목인 산소 자동측정방식은 자기풍 방식이다.

자기풍(자기풍력)방식은 산소의 상자성을 이용해 가열된 선의 브릿지 회로에 흐르는 전류 변화로 농도를 측정하므로, 항온조 온도조절과 브릿지전류 점검이 핵심 보수사항이 된다.

문제 76
온도의 표시에 관한 설명중 틀린 것은?
1냉후(식힌 후)라 표시되어 있을 때는 보온 또는 가열 후 실온까지 냉각된 상태를 뜻한다.
2찬곳은 따로 규정이 없는 한 0-4℃를 뜻한다.
3표준온도는 0℃, 상온 15-25℃, 실온 1-35℃ 이다.
4냉수는 15℃ 이하를 뜻한다.
정답 및 해설

공정시험방법 통칙상 찬 곳은 0~4℃가 아니라 0~15℃의 곳을 뜻하므로, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 냉후(식힌 후)는 보온 또는 가열한 후 실온까지 냉각된 상태를 뜻한다는 설명은 통칙과 일치한다.
  • 표준온도 0℃, 상온 15~25℃, 실온 1~35℃라는 설명도 통칙의 정의와 같다.
  • 냉수가 15℃ 이하를 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 일치한다.
문제 77
자외선/가시선 분광법에 의한 불소화합물 분석방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1분광광도계로 측정 시 흡수 파장은 460nm를 사용한다.
2이 방법의 정량범위는 HF로서 0.05ppm~1200ppm이며, 방법검출한계는 0.015ppm이다.
3시료가스 중에 알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 존재하면 방해 효과를 나타낸다.
4굴뚝에서 적절한 시료채취장치를 이용하여 얻은 시료 흡수액을 일정량으로 묽게 한 다음 완충액을 가하여 pH를 조절하고 란탄과 알리자린콤플렉손을 가하여 생성되는 생성물의 흡광도를 분광광도계로 측정한다.
정답 및 해설

불소이온이 란탄-알리자린콤플렉손과 반응해 생성되는 청색 착화합물의 흡광도는 620nm에서 측정하므로, 460nm를 사용한다는 설명은 옳지 않다.

청색을 띠는 용액은 그 보색인 주황·적색 계열(600nm 부근)의 빛을 흡수하므로, 파장이 짧은 460nm에서 측정한다는 서술은 발색 원리와도 맞지 않는다.

  • 완충액으로 pH를 조절한 뒤 란탄과 알리자린콤플렉손을 가해 생성된 착화합물의 흡광도를 측정한다는 절차 설명은 맞다.
  • 알루미늄·철·구리·아연 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 방해 효과를 나타낸다는 설명도 맞다.
문제 78
비색법에 의해서 어떤 물질을 정량할 때 10mm의 셀(cell)을 사용하였을 경우 시료의 흡광도가 0.5 라 하면, 같은 시료를 20mm 셀로 사용해서 측정했다면 흡광도는?
10.25
20.5
31.0
42.0
정답 및 해설

같은 시료를 20mm 셀로 측정하면 흡광도는 1.0이 된다.

비어-람베르트 법칙에 따라 흡광도는 셀의 광로길이에 비례하므로, 셀 두께가 2배가 되면 흡광도도 2배가 된다.

따라서 0.5×2010=1.00.5\times\dfrac{20}{10}=1.0으로 계산된다.

문제 79
이온크로마토그래피의 일반적인 장치 구성순서로 옳은 것은?
1펌프 - 시료주입장치 - 용리액조 - 분리관 - 검출기 - 써프렛서
2용리액조 - 펌프 - 시료주입장치 - 분리관 - 써프렛서 - 검출기
3시료주입장치 - 펌프 - 용리액조 - 써프렛서 - 분리관 - 검출기
4분리관 - 시료주입장치 - 펌프 - 용리액조 - 검출기 - 써프렛서
정답 및 해설

이온크로마토그래프는 이동상이 흐르는 순서대로 용리액조 → 송액펌프 → 시료주입장치 → 분리관 → 서프렛서 → 검출기(→ 기록계)로 배치된다.

용리액을 펌프로 밀어 시료를 실어 보내고, 분리관에서 이온을 분리한 뒤 서프렛서로 용리액의 전기전도도를 낮춰 배경을 줄인 다음 검출기로 측정한다. 서프렛서는 반드시 분리관 뒤·검출기 앞에 온다.

문제 80
자외선/가시선분광법으로 측정한 A물질의 투과퍼센트 지시치가 25%일 때 A물질의 흡광도는?
10.25
20.50
30.60
40.82
정답 및 해설

흡광도는 투과율의 역수를 상용로그로 취한 값이므로 A=log⁡1tA=\log\dfrac{1}{t}이다.

투과율이 25 % = 0.25이므로 A=log⁡10.25=log⁡4A=\log\dfrac{1}{0.25}=\log 4로 흡광도는 약 0.60이다.

문제 81
대기환경보전법령상 배출시설의 변경신고를 하여야 하는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출시설 또는 방지시설을 임대하는 경우
2사업장의 명칭이나 대표자를 변경하는 경우
3종전의 연료보다 황함유량이 낮은 연료로 변경하는 경우
4배출시설에서 허가받은 오염물질 외의 새로운 대기오염물질이 배출되는 경우
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 제27조제1항은 원료ㆍ연료 변경을 변경신고 대상으로 정하면서도, 종전의 연료보다 황함유량이 낮은 연료로 변경하는 경우는 단서로 제외하고 있다. 오염물질 배출이 줄어드는 방향이기 때문이다.

나머지 셋은 모두 같은 조항의 변경신고 대상이다. 배출시설ㆍ방지시설 임대, 사업장 명칭이나 대표자 변경, 허가받은 오염물질 외의 새로운 대기오염물질 배출이 이에 해당한다.

문제 82
대기환경보전법령상 배출부과금 납부의무자가 납부기한 전에 배출부과금을 납부할 수 없다고 인정되어 징수를 유예하거나 그 금액을 분할납부하게 할 수 있는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출부과금이 납부의무자의 자본금을 1.5배 이상 초과하는 경우
2사업에 손실을 입어 경영상으로 심각한 위기에 처하게 된 경우
3천재지변으로 사업자의 재산에 중대한 손실이 발생한 경우
4징수유예나 분할납부가 불가피하다고 인정되는 경우
정답 및 해설

자본금과 비교하는 요건은 징수유예 사유가 아니다. 배출부과금이 자본금·출자총액을 2배 이상 초과할 때 징수유예기간을 연장하거나 분할납부 횟수를 늘려 주는 별도 규정이 있을 뿐이고(대기환경보전법 제35조의4제2항), 1.5배라는 기준은 없다.

징수유예·분할납부 사유는 천재지변 등 재해로 사업자의 재산에 중대한 손실이 발생한 경우, 사업에 손실을 입어 경영상 심각한 위기에 처한 경우, 그에 준하는 사유로 불가피하다고 인정되는 경우다.

문제 83
대기환경보전법령상 1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처하는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출시설의 설치를 완료한 후 가동개시 신고를 하지 않고 조업한 자
2환경상의 위해가 발생하여 제조∙판매 또는 사용을 규제당한 자동차 연료∙첨가제 또는 촉매제를 제조하거나 판매한 자
3측정기기 관리대행업의 등록 또는 변경 등록을 하지 않고 측정기기 관리업무를 대행한 자
4기후에너지환경부장관에게 받은 이륜자동차정기검사 명령을 이행하지 않은 자
정답 및 해설

이륜자동차정기검사 명령을 이행하지 않은 자는 300만원 이하의 벌금 대상이다(대기환경보전법 제92조제11호). 1년 이하 징역이나 1천만원 이하 벌금에는 해당하지 않는다.

나머지 셋은 모두 제91조가 정한 1년 이하 징역이나 1천만원 이하 벌금 대상이다. 가동개시 신고 없이 조업한 자, 규제받은 자동차 연료ㆍ첨가제 또는 촉매제를 제조·판매한 자, 측정기기 관리대행업 등록·변경등록 없이 대행한 자가 여기에 든다.

문제 84
환경정책기본법령상 대기 환경기준에 해당되지 않은 항목은?
1탄화수소(HC)
2아황산가스(SO2)
3일산화탄소(CO)
4이산화질소(NO2)
정답 및 해설

「환경정책기본법 시행령」 [별표 1]의 대기 환경기준 항목은 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 미세먼지(PM-10), 초미세먼지(PM-2.5), 오존, 납, 벤젠의 8개다.

탄화수소(HC)는 이 목록에 들어 있지 않다.

문제 85
실내공기질 관리법령상 의료기관의 폼알데하이드 실내공기질 유지기준은?
110 μg/m3 이하
220 μg/m3 이하
380 μg/m3 이하
4150 μg/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 2(실내공기질 유지기준)에서 의료기관·산후조리원·노인요양시설·어린이집·실내 어린이놀이시설의 폼알데하이드 기준은 80 μg/m3 이하다.

지하역사·대합실·도서관 등 일반 다중이용시설은 100 μg/m3 이하로, 민감계층이 이용하는 시설에 더 엄격한 기준을 적용한다.

문제 86
대기환경보전법령상 2016년 1월 1일 이후 제작자동차 중 휘발유를 연료로 사용하는 최고속도 130km/h미만 이륜자동차의 배출가스 보증기간 적용기준으로 옳은 것은?
12년 또는 20000km
25년 또는 50000km
36년 또는 100000km
410년 또는 192000km
정답 및 해설

2016년 1월 1일 이후 제작된 휘발유 이륜자동차(최고속도 130km/h 미만)의 배출가스 보증기간은 2년 또는 20000km이다.

이륜자동차는 승용·화물자동차 등 다른 차종에 비해 구조가 단순하고 사용조건도 달라, 상대적으로 짧은 기간과 주행거리 기준이 적용된다.

문제 87
환경정책기본법령상 미세먼지(PM-10)의 대기 환경기준은? (단, 연간평균치 기준이다.)
110μg/m3 이하
225μg/m3 이하
330μg/m3 이하
450μg/m3 이하
정답 및 해설

환경정책기본법령상 미세먼지(PM-10)의 연간평균 대기환경기준은 50μg/m³ 이하이다.

PM-10 기준은 24시간 평균치가 이보다 높은 100μg/m³ 이하로 정해져 있어, 연간평균 기준이 더 엄격한 값으로 설정되어 있다.

문제 88
대기환경보전법령상 배출시설 설치허가를 받은 자가 대통령령으로 정하는 중요한 사항의 특정대기유해물질 배출시설을 증설하고자 하는 경우 배출시설 변경허가를 받아야 하는 시설의 규모기준은?(단, 배출시설의 규모의 합계나 누계는 배출구별로 산정한다.)
1배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 5이상 증설
2배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 30이상 증설
3배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 20이상 증설
4배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 50이상 증설
정답 및 해설

배출시설 변경허가 대상은 원칙적으로 규모의 합계나 누계의 100분의 50 이상 증설이지만, 특정대기유해물질 배출시설은 100분의 30 이상 증설하면 변경허가를 받아야 한다(대기환경보전법 시행령 제11조제2항).

이때 규모의 합계나 누계는 배출구별로 산정한다.

문제 89
대기환경보전법상 사업자는 조업을 할 때에는 기후에너지환경부령으로 정하는 바에 따라 배출시설과 방지시설의 운영에 관한 상황을 사실대로 기록하여 보존하여야 하나 이를 위반하여 배출시설 등의 운영상황을 기록 · 보존하지 아니하거나 거짓으로 기록한 자에 대한 과태료 부과기준으로 옳은 것은?
11000만원 이하의 과태료
2500만원 이하의 과태료
3300만원 이하의 과태료
4200만원 이하의 과태료
정답 및 해설

배출시설과 방지시설의 운영상황을 기록·보존하지 않거나 거짓으로 기록한 자에게는 300만원 이하의 과태료가 부과된다.

이는 사업자가 조업 중 운영상황을 사실대로 남겨야 하는 의무를 다하지 않은 데 대한 제재로, 대기환경보전법상 과태료 부과 대상 위반행위에 해당한다.

문제 90
대기환경보전법령상 황함유량이 1.2%인 연료를 연소하여 황산화물을 배출하는 시설의 기본부과금 농도별 부과계수는? (단, 대기환경보전법 제39조에 따른 측정 결과가 없는 시설이며, 황산화물의 배출량을 줄이기 위하여 방지시설을 설치한 경우와 생산공정상 황산화물의 배출량이 줄어든다고 인정하는 경우는 제외한다.)
10.15
20.2
30.4
41.0
정답 및 해설

황함유량 1.2%인 연료를 연소하는 시설의 농도별 부과계수는 1.0이다.

측정 결과가 없는 시설 중 연료를 연소하여 황산화물을 배출하는 시설은 연료의 황함유량 구간에 따라 부과계수를 정한다. 0.5% 이하 0.2, 1.0% 이하 0.4, 1.0% 초과 1.0이므로 1.2%는 1.0% 초과 구간에 해당한다.

나머지 값은 다른 구간·시설의 계수이다.

  • 0.2와 0.4는 각각 황함유량 0.5% 이하, 1.0% 이하 구간의 계수이다.
  • 0.15는 연료 연소 이외의 황산화물 배출시설, 먼지 배출시설 및 질소산화물 배출시설(측정 결과 없음)에 적용하는 계수이다.
문제 91
대기환경보전법령상 대기오염방지시설에 해당하지 않는 것은?
1흡착에 의한 시설
2응집에 의한 시설
3응축에 의한 시설
4촉매반응을 이용하는 시설
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 [별표 4] 대기오염방지시설에는 각종 집진시설과 함께 흡수·흡착·직접연소·촉매반응·응축·산화환원에 의한 시설, 미생물을 이용한 처리시설, 연소조절에 의한 시설이 열거되어 있다.

응집에 의한 시설은 수처리에서 쓰는 방식이라 대기오염방지시설 목록에 없다.

문제 92
악취방지법상 악취배출시설 설치자가 기후에너지환경부령으로 정하는 사항을 변경하려는 경우 변경신고를 해야 하는데 이 변경신고를 하지 아니한 경우 과태료 부과기준으로 옳은 것은?
150만원 이하의 과태료
2100만원 이하의 과태료
3200만원 이하의 과태료
4500만원 이하의 과태료
정답 및 해설

악취방지법 제30조제2항은 악취배출시설 설치신고 사항의 변경신고를 하지 아니하거나 거짓으로 변경신고를 한 자에게 100만원 이하의 과태료를 부과하도록 규정한다.

200만원 이하의 과태료는 조치명령 불이행, 기술진단 미실시 등 더 무거운 위반에 적용된다.

문제 93
대기환경보전법상 자동차 배출가스로 인한 대기오염을 줄이기 위해 자동차의 원동기를 가동한 상태로 주차하거나 정차하는 행위를 제한할 수 있는 곳으로 가장 거리가 먼 것은?
1터미널
2차고지
3주차장
4도로
정답 및 해설

대기환경보전법상 원동기 가동제한을 명할 수 있는 지정 장소는 터미널·차고지·주차장 등이며, 도로는 이러한 장소에 해당하지 않는다.

터미널, 차고지, 주차장은 자동차가 장시간 정차하며 공회전이 이루어지기 쉬운 대표적인 장소로, 법령상 공회전 제한 지정 대상이 된다.

문제 94
대기환경보전법상 국가가 자동차로 인한 대기오염을 줄이기 위하여 기술개발 또는 제작에 필요한 재정적,기술적 지원을 할 수 있는 시설 또는 장치로 가장 거리가 먼 것은?
1저공해자동차 및 그 자동차에 연료를 공급하기 위한 시설
2저소음형머플러
3저공해엔진
4배출가스 저감장치
정답 및 해설

저소음형머플러는 소음을 줄이기 위한 장치로, 대기오염 저감을 위한 국가 지원 대상과는 거리가 멀다.

  • 저공해자동차 및 그 연료공급시설은 저공해차 보급을 위한 지원 대상에 해당한다.
  • 저공해엔진은 배출가스를 줄이기 위한 엔진 개조·교체 지원 대상에 해당한다.
  • 배출가스저감장치는 기존 차량에 부착해 오염물질 배출을 줄이는 대표적인 지원 대상 장치이다.
문제 95
대기환경보전법령상 기관출력이 130kW 초과인 선박의 질소산화물 배출기준(g/kWh)은? (단, 정격 기관속도 n(크랭크샤프트의 분당 속도)이 130rpm 미만이며 2011년 1월 1일 이후에 건조한 선박의 경우이다.)
117 이하
244.0×n(-0.23) 이하
37.7 이하
414.4 이하
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 별표 35(선박의 배출허용기준)에서 기관 출력 130kW 초과ㆍ정격 기관속도 n이 130rpm 미만인 경우 질소산화물 기준은 기준 1이 17 이하, 기준 2가 14.4 이하, 기준 3이 3.4 이하다.

비고에서 기준 2는 2011년 1월 1일 이후에 건조된 선박에 적용하도록 하고 있으므로 14.4g/kWh 이하가 답이다.

문제 96
악취방지법령상 지정악취물질에 해당하지 않는 것은?
1염화수소
2메틸에틸케톤
3프로피온산
4뷰틸아세테이트
정답 및 해설

염화수소는 악취방지법령상 정한 지정악취물질 목록에 포함되어 있지 않다.

  • 메틸에틸케톤은 지정악취물질 목록에 포함된 케톤류 물질이다.
  • 프로피온산은 지정악취물질 목록에 포함된 산류 물질이다.
  • 뷰틸아세테이트도 지정악취물질 목록에 포함된 에스터류 물질이다.
문제 97
아황산가스의 연간 환경기준과 24시간 환경기준이 알맞게 짝지어진 것은?
10.02ppm 이하, 0.03ppm 이하
20.02ppm 이하, 0.05ppm 이하
30.03ppm 이하, 0.06ppm 이하
40.03ppm 이하, 0.08ppm 이하
정답 및 해설

아황산가스의 대기환경기준은 연간평균 0.02ppm 이하, 24시간평균 0.05ppm 이하로 정해져 있다.

측정 기간이 길어질수록 일시적인 고농도 값이 평균에 희석되므로, 연간 기준이 24시간 기준보다 더 낮은 값으로 설정되어 있다.

문제 98
대기환경보전법령상 기본부과금 산정기준 중 “수산자원보호구역”의 지역별 부과계수는? (단, 지역구분은 국토의 계획 및 이용에 관한 법률에 의한다.)
10.5
21.0
31.5
42.0
정답 및 해설

「국토의 계획 및 이용에 관한 법률」에 따른 수산자원보호구역은 공업지역·개발진흥지구·산업단지 등과 함께 Ⅱ지역으로 분류되고, 대기환경보전법 시행령 [별표 7] 기본부과금의 지역별 부과계수에서 Ⅱ지역의 계수는 0.5다.

같은 별표에서 주거지역·상업지역·취락지구 등 Ⅰ지역은 1.5, 녹지·관리·농림·자연환경보전지역 등 Ⅲ지역은 1.0이다.

문제 99
대기환경보전법령상 측정기기의 부착·운영 등과 관련된 행정처분기준 중 사업자가 부착한 굴뚝 자동측정기기의 측정자료를 관제센터로 전송하지 아니한 경우 각 위반 차수별(1차~4차) 행정처분기준으로 옳은 것은?
1경고-조치명령-조업정지10일-조업정지30일
2조업정지10일-조업정지30일-경고-허가취소
3조업정지10일-조업정지30일-조치이행명령-사용중지
4개선명령-조업정지30일-사용중지-허가취소
정답 및 해설

굴뚝 원격감시체계 관제센터에 측정자료를 전송하지 않은 경우의 행정처분은 1차 경고, 2차 조치명령, 3차 조업정지 10일, 4차 조업정지 30일이다(대기환경보전법 시행규칙 [별표 36]).

굴뚝 자동측정기기를 대기오염공정시험기준에 부합하지 않게 운영한 경우도 같은 차수별 기준이 적용된다.

문제 100
실내공기질 관리법규상 노인요양시설 내부의 쾌적한 공기질을 유지하기 위한 실내공기질 유지기준이 설정된 오염물질이 아닌 것은?
1미세먼지(PM-10)
2폼알데하이드
3아산화질소
4총부유세균
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 2에서 노인요양시설에 적용되는 유지기준 항목은 미세먼지(PM-10)·초미세먼지(PM-2.5)·이산화탄소·폼알데하이드·총부유세균·일산화탄소 여섯 가지이며, 아산화질소는 들어 있지 않다.

이름이 비슷한 이산화질소는 유지기준이 아니라 라돈·총휘발성유기화합물·곰팡이와 함께 권고기준 항목이라는 점도 함께 정리해 둘 필요가 있다.

대기환경기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
24년 2회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
지구온난화가 환경에 미치는 영향 중 옳은 것은?
1온난화에 의한 해면상승은 전지구적으로 일정하게 발생한다.
2대류권 오존의 생성반응을 촉진시켜 오존의 농도가 감소한다.
3기상조건의 변화는 대기오염의 발생횟수와 오염농도에 영향을 준다.
4기온상승과 토양의 건조화는 생물성장의 남방한계에는 영향을 주지만 북방한계에는 영향을 주지 않는다.
정답 및 해설

대기의 온도·바람·안정도 같은 기상조건은 오염물질의 확산과 축적을 좌우하므로, 온난화로 기상조건이 달라지면 대기오염의 발생 횟수와 농도도 함께 달라진다.

나머지 서술은 다음과 같이 틀렸다.

  • 해면상승 폭은 해류·지반침강·해안지형에 따라 지역마다 크게 다르다.
  • 온난화는 광화학반응을 촉진해 대류권 오존은 오히려 증가하는 경향이다.
  • 기온상승은 생물 분포의 북방한계도 북쪽으로 밀어 올린다.
문제 2
굴뚝높이가 60m, 대기온도 27℃, 배기가스의 평균온도가 137℃ 일 때, 통풍력을 1.5배 증가시키기 위해서 요구되는 배출가스의 온도는? (단, 굴뚝의 높이는 일정하고, 배기가스와 대기의 비중량은 1.3kg/Nm3이다.)
1약 230℃
2약 280℃
3약 320℃
4약 370℃
정답 및 해설

굴뚝의 통풍력(자연통풍)은 D=H⋅g⋅(γa−γg)/γaD = H \cdot g \cdot (\gamma_a - \gamma_g) / \gamma_a로 표현되며, 여기서 γa\gamma_a는 대기의 비중량, γg\gamma_g는 배기가스의 비중량이다.
이상기체법칙에 의해 γg=γa⋅TaTg\gamma_g = \gamma_a \cdot \dfrac{T_a}{T_g}이므로, 통풍력은 D∝(Tg−Ta)/TgD \propto (T_g - T_a) / T_g에 비례한다.

초기 조건에서 Ta=27+273=300KT_a = 27 + 273 = 300\text{K}, Tg=137+273=410KT_g = 137 + 273 = 410\text{K}이고,
초기 통풍력 지수는 (410−300)/410=110/410≈0.2683(410 - 300) / 410 = 110 / 410 \approx 0.2683이다.

통풍력을 1.5배 증가시키려면 새로운 온도 Tg′T_g'에서 (Tg′−300)/Tg′=1.5×0.2683≈0.4024(T_g' - 300) / T_g' = 1.5 \times 0.2683 \approx 0.4024가 되어야 한다.
이를 정리하면 Tg′−300=0.4024⋅Tg′T_g' - 300 = 0.4024 \cdot T_g', 0.5976⋅Tg′=3000.5976 \cdot T_g' = 300, Tg′≈502KT_g' \approx 502\text{K}이다.
그런데 더 간단한 비례식으로 Tg′−300Tg′=1.5×110410\dfrac{T_g' - 300}{T_g'} = 1.5 \times \dfrac{110}{410}을 풀면 Tg′≈503K≈230°CT_g' \approx 503\text{K} \approx 230°\text{C}이다.

문제 3
고속도로상의 교통밀도가 25000대/hr이고, 각 차량의 평균 속도가 110km/hr이다. 차량의 평균 탄화수소 배출량이 0.06g/s·대 일 때, 고속도로에서 방출되는 탄화수소의 총량(g/s·m)은?
10.00136
20.0136
31.36
413.6
정답 및 해설

도로 단위길이당 탄화수소 방출량은 0.0136 g/s·m이다.

교통밀도와 차량당 배출량을 곱한 뒤 속도로 나누면 되는데, 속도를 같은 길이 단위로 바꾸면 110 km/hr=110000 m/hr110\ \mathrm{km/hr} = 110000\ \mathrm{m/hr}이다.

따라서 q=25000×0.06110000=1500110000=0.0136 g/s⋅mq=\dfrac{25000\times0.06}{110000}=\dfrac{1500}{110000}=0.0136\ \mathrm{g/s\cdot m}로 계산된다.

문제 4
안료, 색소, 의약품 제조공업에 이용되며 색소침착, 손·발바닥의 각화, 피부암 등을 일으키는 물질로 옳은 것은?
1납
2크롬
3비소
4니켈
정답 및 해설

비소는 안료ㆍ색소ㆍ의약품 제조에 쓰이며, 만성 노출 시 색소침착과 손ㆍ발바닥의 과각화증을 거쳐 피부암을 일으킨다.

납은 조혈장애와 신경장애, 크롬은 비중격천공, 니켈은 비강ㆍ폐암과 접촉피부염이 대표 증상이어서 각화ㆍ색소침착과는 구분된다.

문제 5
다음 중 이산화탄소의 가장 큰 흡수원으로 옳은 것은?
1토양
2동물
3해수
4미생물
정답 및 해설

지구 표면의 약 70%를 차지하는 해수가 CO2를 물리적으로 녹이고 탄산ㆍ탄산염으로 고정해 가장 큰 흡수원 역할을 한다.

토양과 식생도 흡수원이지만 규모가 훨씬 작고, 동물과 미생물은 호흡ㆍ분해로 CO2를 오히려 방출하는 쪽에 가깝다.

문제 6
실내오염물질인 '라돈'에 관한 설명으로 틀린 것은?
1공기보다 1.5배 무겁기 때문에 지표 가까이에 많이 존재한다.
2노출되면 주로 호흡기 계통의 질환과 폐암이 발생할 수 있다.
3반감기는 3.8일로 라듐이 핵분열할 때 생성되는 물질로 무색,무취하다.
4자연 방사성 물질 중의 하나로서 사람이 흡입하기 쉬운 기체상 물질이다.
정답 및 해설

라돈은 공기보다 약 7~8배 무거워 지표 부근에 정체되기 쉬우므로, 1.5배라는 수치는 실제보다 크게 낮춰 표현한 것이다.

  • 흡입 시 호흡기 질환과 폐암을 유발할 수 있다는 설명은 타당하다.
  • 반감기 3.8일의 무색·무취 기체로 라듐의 붕괴 과정에서 생성된다는 설명도 사실과 일치한다.
  • 자연 방사성 물질로서 기체 상태이므로 흡입되기 쉽다는 설명도 맞는 내용이다.
문제 7
다음 각종 환경관련 국제협약(조약)에 관한 주요 내용으로 틀린 것은?
1몬트리올의정서: 오존층 파괴물질인 염화불화탄소의 생산과 사용규제를 위한 협약
2바젤협약: 폐기물의 해양투기로 인한 해양오염을 방지하기 위한 협약.
3람사협약: 자연자원의 보전과 현명한 이용을 위한 습지보전 협약
4CITES: 멸종위기에 처한 야생동식물의 보호를 위한 협약
정답 및 해설

바젤협약은 유해폐기물의 국가 간 이동과 처리를 규제하는 협약이며, 폐기물의 해양투기 방지는 런던협약이 다루는 영역이다.

  • 몬트리올의정서가 오존층 파괴물질인 염화불화탄소의 생산·사용을 규제한다는 설명은 타당하다.
  • 람사협약이 습지의 보전과 현명한 이용을 위한 협약이라는 설명도 맞는 내용이다.
  • CITES가 멸종위기 야생동식물의 국제거래를 규제한다는 설명도 사실과 일치한다.
문제 8
최근 대기오염 물질의 장거리 이동에 대한 많은 보고가 나오고 있어 대기오염 물질의 제어는 한 지역의 문제가 아니라 전 지구적인 감시와 조절이 절실히 요구되어지고 있다. 특히 매년 증가하고 있어 많은 문제를 안고있는 CO2의 순환과정을 설명한 다음 내용 중 틀린 것은?
1대기중의 CO2농도는 여름에 감소하고 겨울에 증가한다.
2지구의 북반구 대기중의 CO2농도가 남반구보다 높다.
3대기중의 자연농도는 350ppm 정도이며, 체류시간은 대체로 2-4년이다.
4대기중의 CO2는 바다에 많은 양이 흡수되나 식물에 의한 흡수량보다는 적다.
정답 및 해설

해양의 이산화탄소 흡수량은 육상 식물에 의한 흡수량보다 오히려 많은 것으로 알려져 있어, 식물보다 적다는 설명은 사실과 반대이다.

  • 대기 중 CO2 농도가 여름에 낮고 겨울에 높아진다는 계절 변동 설명은 타당하다.
  • 공업활동이 집중된 북반구의 농도가 남반구보다 높다는 설명도 맞는 내용이다.
  • 자연 상태 농도가 350ppm 내외이고 체류시간이 2~4년 정도라는 설명도 통상적으로 통용되는 수치이다.
문제 9
지상의 점오염원(He=0)으로부터 바람부는 방향으로 400m 떨어진 연기의 중심선상에서의 지상(z=0)오염농도는? (단, 오염물질배출량은 10g/s, 풍속은 5m/s, σy와 σz는 각각 22.5m와 12m이고, 농도계산식은 가우시안 모델 식을 적용)
10.85 ㎎/m3
21.55 ㎎/m3
32.36 ㎎/m3
43.56 ㎎/m3
정답 및 해설

가우시안 확산식으로 계산하면 지상 오염농도는 2.36 mg/m³이다.

지표면 점오염원(He=0)의 지상 중심선 농도는 C=QπuσyσzC=\dfrac{Q}{\pi u \sigma_y \sigma_z}로 구할 수 있다.

수치를 대입하면 C=10π×5×22.5×12=104241=0.00236 g/m3C=\dfrac{10}{\pi \times 5 \times 22.5 \times 12}=\dfrac{10}{4241}=0.00236\ \mathrm{g/m^3}이므로, 이는 2.36 mg/m32.36\ \mathrm{mg/m^3}에 해당한다.

문제 10
오존에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 대류권내 오존 기준)
1보통 지표오존의 배경농도는 1-2ppm 범위이다.
2오존은 태양빛, 자동차 배출원인 질소산화물과 휘발성유기 화합물 등에 의해 일어나는 복잡한 광화학반응으로 생성된다.
3오염된 대기 중에서 오존농도에 영향을 주는 것은 태양빛의 강도, NO2/NO의 비 , 반응성 탄화수소농도 등이다.
4국지적인 광화학스모그로 생성된 Oxidant의 지표물질이다.
정답 및 해설

지표 부근 오존의 배경농도는 대략 0.01~0.04ppm 수준이며, 1~2ppm은 급성 중독을 일으키는 농도여서 배경농도가 될 수 없다.

우리나라 오존 환경기준이 8시간 평균 0.06ppm 이하인 것만 보아도 1~2ppm은 자릿수가 다른 값임을 알 수 있다.

문제 11
최대혼합고(MMD)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1통상적으로 밤에 가장 낮으며, 낮시간 동안 증가한다.
2야간 극심한 역전 하에서는 0이 될 수도 있다.
3실제 MMD는 지표위 수 km 까지 실제 공기의 온도종단도를 작성함으로써 결정된다.
4낮시간 동안에는 통상 20-30m의 값을 나타낸다.
정답 및 해설

최대혼합고는 낮에 지표가 가열되어 혼합층이 발달하면서 커지는데, 낮 값은 수백 m에서 수 km(대개 2,000~3,000 m) 수준이다. 20~30 m는 실제보다 두 자릿수나 작은 값이다.

밤에는 복사냉각으로 역전층이 생겨 가장 낮아지며, 극심한 역전에서는 0이 되기도 한다.

문제 12
가솔린기관과 디젤기관을 상대 비교할 때, 디젤기관의 특성으로 옳은 것은?
1압축비가 8 - 9 정도로 낮다.
2연료를 공기와 혼합시켜 실린더에 흡입, 압축시킨 후 점화플러그에 의해 강제연소 시킨다.
3소음진동이 적다.
4정체가 심한 도심 주행에 있어서는 연료 소비가 적은 편이다.
정답 및 해설

정체가 심한 도심 주행에서는 디젤기관의 연료 소비가 상대적으로 적은 편이라는 설명이 타당하다.

  • 디젤기관은 압축비가 15~22 정도로 높아, 8~9 수준이라는 설명은 오히려 가솔린기관에 가깝다.
  • 연료와 공기를 미리 혼합해 점화플러그로 강제 점화하는 방식은 디젤이 아닌 가솔린기관의 연소 방식이다.
  • 디젤기관은 압축착화 특성상 소음·진동이 오히려 큰 편이어서, 적다는 설명은 사실과 다르다.
문제 13
굴뚝에서 배출되는 연기모양 중 원추형에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1수직온도경사가 과단열 적이고, 난류가 심할 때 주로 발생한다.
2지표역전이 파괴되면서 발생하며 30분 정도 이상은 지속하지 않는 경향이 있다.
3연기의 상하부분 모두 역전인 경우 발생한다.
4구름이 많이 낀 날에 주로 관찰된다.
정답 및 해설

원추형(coning)은 대기가 중립에 가까운 상태일 때 나타나므로, 일사와 야간 복사가 모두 약한 구름 낀 날에 주로 관찰된다.

  • 과단열적이고 난류가 심할 때는 파상형(looping)이다.
  • 지표역전이 파괴되면서 30분 이내로 짧게 나타나는 것은 훈증형(fumigation)이다.
  • 연기의 상하가 모두 역전인 경우는 부채형(fanning)이다.
문제 14
Richardson 수(Ri)의 크기가 0 < Ri < 0.25 범위일 때, 대기의 혼합상태로 옳은 것은?
1수직방향의 혼합이 없다.
2대류에 의한 혼합이 기계적 혼합을 지배한다.
3성층(Stratification)에 의해서 약화된 기계적 난류가 존재한다.
4기계적 난류와 대류가 존재하나 기계적 난류가 혼합을 주로 일으킨다.
정답 및 해설

Ri가 0~0.25 구간에서는 성층에 의해 기계적 난류가 약화된 상태로 존재한다는 설명이 맞다.

  • 수직 혼합이 전혀 없는 상태는 Ri가 0.25보다 훨씬 큰, 매우 안정한 경우에 해당한다.
  • 대류가 기계적 혼합을 압도하는 상태는 Ri가 큰 음수일 때, 즉 대기가 매우 불안정할 때 나타난다.
  • 기계적 난류가 대류보다 우세하면서 둘 다 존재하는 상태는 Ri가 0에 가까운 약한 음수 구간에 해당한다.
문제 15
가솔린 연료를 사용하는 차량은 엔진 가동형태에 따라 오염물질 배출량은 달라진다. 다음 중 통상적으로 탄화수소가 제일 많이 발생하는 엔진 가동형태는?
1정속(60km/h)
2가속
3정속(40km/h)
4감속
정답 및 해설

감속할 때는 스로틀이 닫혀 흡기부압이 커지면서 실린더 안이 과농 혼합기가 되고 실화가 잦아진다. 타지 못한 연료가 그대로 나오므로 탄화수소(HC)는 감속 시 가장 많이 배출된다.

참고로 CO는 공회전·감속에서, NOx는 연소온도가 높아지는 가속·고속 정속에서 많이 나온다.

문제 16
지상 25 m에서 측정한 풍속이 8 m/s일 때, 지상 100 m에서의 풍속(m/s)은? (단, Deacon의 power law를 적용하고, 풍속지수 P = 0.25이다.)
1약 11.3
2약 12.1
3약 13.5
4약 16.0
정답 및 해설

Deacon의 지수법칙으로 계산하면 지상 100 m의 풍속은 약 11.3 m/s이다.

풍속의 고도분포는 U=U0(ZZ0)PU = U_0\left(\dfrac{Z}{Z_0}\right)^{P}로 나타내며, 기준높이의 풍속에 높이비의 P제곱을 곱한다.

U=8×(10025)0.25U = 8 \times \left(\dfrac{100}{25}\right)^{0.25}
=8×40.25=8×2= 8 \times 4^{0.25} = 8 \times \sqrt{2}
=8×1.414≈11.3 m/s= 8 \times 1.414 \approx 11.3\ \mathrm{m/s}

검산: 11.3÷8=1.41=40.2511.3 \div 8 = 1.41 = 4^{0.25}이므로 일치한다.

  • 약 12.1 m/s는 P = 0.3을 적용했을 때의 값이다.
  • 약 16.0 m/s는 P = 0.5(매우 안정)를 적용했을 때의 값이다.
문제 17
포름알데히드의 주된 발생업종이 아닌 것은?
1금속정련공장
2합성수지공장
3포르말린 제조공장
4피혁공장
정답 및 해설

금속정련공장은 포름알데히드의 주된 발생원으로 보기 어렵다.

  • 합성수지공장은 수지의 합성·경화 과정에서 포름알데히드가 발생하는 대표적 업종이다.
  • 포르말린 제조공장은 포름알데히드 수용액인 포르말린을 직접 생산하므로 당연히 해당된다.
  • 피혁공장은 무두질 등 가공 과정에서 포름알데히드를 사용해 발생원이 된다.
문제 18
고도에 따른 온도분포가 fumigation형에 대한 조건과 반대로서 역전층은 굴뚝높이보다 아래에 존재하고 불안정층은 상공에 존재하는 연기형태는?
1looping
2fanning
3coning
4lofting
정답 및 해설

역전층이 굴뚝보다 아래에, 불안정층이 위에 있는 연기 형태는 lofting(지붕형)이다.

연기가 위쪽 불안정층으로는 잘 확산되지만 아래쪽 역전층에 막혀 하강 확산이 억제되므로, 연기가 위로만 퍼지는 모양을 보인다.

이는 fumigation(훈증형)과 정반대의 상하 구조를 갖는 경우에 해당한다.

문제 19
가우시안 확산모델을 이용하여 화력발전소에서 10km 떨어지고, 평균풍속이 1m/sec인 주거지역의 SO2 농도를 계산하였더니 0.05ppm 이었다. SO2 의 화학반응(1차반응)을 고려한다면 주거지역의 SO2 농도는 얼마인가? (단, SO2의 대기 중에서 반응속도상수는 4.8×10-5s-1 이고 1차 반응을 이용하여 계산할 것)
10.01 ppm
20.02 ppm
30.03 ppm
40.04 ppm
정답 및 해설

1차 반응에 의한 감쇠를 반영하면 주거지역의 SO2 농도는 0.03 ppm이 된다.

먼저 이동 시간은 t=xu=10000 m1 m/s=10000 st=\dfrac{x}{u}=\dfrac{10000\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m/s}}=10000\ \mathrm{s}이다.

따라서 C=C0e−kt=0.05×e−4.8×10−5×10000=0.05×e−0.48=0.05×0.619=0.031 ppmC=C_0 e^{-kt}=0.05\times e^{-4.8\times10^{-5}\times10000}=0.05\times e^{-0.48}=0.05\times0.619=0.031\ \mathrm{ppm}으로 계산된다.

문제 20
석면이 가지고 있는 일반적인 특성과 거리가 먼 것은?
1절연성
2내화성 및 단열성
3흡습성 및 저인장성
4화학적 불활성
정답 및 해설

석면은 물을 거의 흡수하지 않는 비흡습성 광물이며, 인장강도가 낮기는커녕 인장강도가 매우 큰 섬유다. 따라서 "흡습성 및 저인장성"은 석면의 특성이 아니다.

석면이 단열재ㆍ내화재로 널리 쓰인 이유는 절연성, 내화성ㆍ단열성, 화학적 불활성(내산ㆍ내알칼리성)을 함께 갖췄기 때문이다.

문제 21
유압분무식 버너의 특징과 거리가 먼 것은?
1유량조절범위가 1:10 정도로 넓어서 부하변동에 적응이 쉽다.
2연료분사범위는 15~2000L/h 정도이다.
3연료의 점도가 크거나 유압이 5kg/cm2 이하가 되면 분무화가 불량하다.
4구조가 간단하여 유지 및 보수가 용이한 편이다.
정답 및 해설

유압분무식 버너는 유량조절범위가 1:2(환류식도 1:3) 정도로 좁아 부하변동 대응이 어려운 것이 대표적 단점이다. 1:10으로 넓다는 서술이 틀렸다.

나머지는 옳다. 분사량은 15~2000L/h 정도이고, 점도가 크거나 유압이 5kg/cm2 이하면 무화가 나빠지며, 구조가 간단해 유지·보수가 쉽다.

문제 22
화염을 유지하기 위한 보염기에 대한 설명과 가장 거리가 먼 것은?
1원추형 보염기는 원추의 가장자리에서 말려들게 한 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다.
2축류형 보염기는 축의 전방에 생기는 소용돌이에 의하여 주로 보염작용을 행한다.
3공기유동에 대해 소용돌이를 발생시켜 화염의 순환 영역을 만들어 화염의 안정화를 꾀한다.
4공기유동에 대해 연료를 역방향으로 분사하여 국부 공기유속을 화염전파속도보다 작게 한다.
정답 및 해설

축류형 보염기는 축의 후방(하류)에 생기는 소용돌이로 보염 작용을 하므로, 축 전방에서 발생한다는 설명은 사실과 다르다.

  • 원추형 보염기가 원추 가장자리의 말림 소용돌이로 보염 작용을 한다는 설명은 타당하다.
  • 공기 유동에 소용돌이를 만들어 화염 순환 영역을 형성해 안정화한다는 설명도 보염기의 일반적 원리와 일치한다.
  • 연료를 공기 흐름과 반대 방향으로 분사해 국부 유속을 화염전파속도보다 느리게 한다는 설명도 맞는 내용이다.
문제 23
황(S)함량 1.6% 인 중유를 500kg/h 로 연소할 때 30분 동안 생성되는 황산화물의 양(Sm3)은? (단, 중유 중 황은 모두 SO2 로 되며, 표준상태 기준)
12.8
25.6
311.2
422.4
정답 및 해설

30분 동안 태운 황의 양은
500 kg/h×0.5 h×0.016=4 kg500\,\mathrm{kg/h}\times0.5\,\mathrm{h}\times0.016=4\,\mathrm{kg}

황이 모두 SO2가 되면 S+O2→SO2\mathrm{S}+\mathrm{O_2}\to\mathrm{SO_2}에서 S 32kg당 SO2 22.4Sm3이 생기므로
432×22.4=2.8 Sm3\dfrac{4}{32}\times22.4=2.8\,\mathrm{Sm^3}
따라서 2.8Sm3이다.

문제 24
폭발성 혼합가스의 연소범위(L)를 구하는 식은? (단, ni : 각 성분 단일의 연소한계(상한 또는 하한), pi : 각 성분 가스의 부피(%))
1
2
3
4
정답 및 해설

폭발성 혼합가스의 연소범위는 르 샤틀리에 식 L=100p1n1+p2n2+⋯L=\dfrac{100}{\dfrac{p_1}{n_1}+\dfrac{p_2}{n_2}+\cdots} 로 구한다.

각 성분의 부피비율 pip_i 를 그 성분 단독의 연소한계 nin_i 로 나눈 값을 모두 더한 뒤, 전체 부피 100을 그 합으로 나누는 구조다. 상한을 넣으면 혼합가스의 연소상한이, 하한을 넣으면 연소하한이 나온다.

차원으로도 확인된다. pip_i 와 nin_i 가 모두 백분율이라 pi/nip_i/n_i 는 무차원이므로, 여기에 100을 나누어야 LL 이 다시 백분율 단위가 된다.

나머지 식은 성립하지 않는다.

  • 분모에 ni/pin_i/p_i 의 합을 쓴 식은 부피비율과 연소한계의 자리가 뒤바뀌어 있다.
  • ni/pin_i/p_i 의 합만 그대로 쓴 식은 100을 나누는 과정이 통째로 빠져 있다.
  • pi/nip_i/n_i 의 합만 그대로 쓴 식은 무차원 값이 되어 연소범위를 나타낼 수 없다.
문제 25
연료를 2.0의 공기비로 완전 연소시킬 때, 배출가스 중의 산소 농도(%)는? (단, 배출가스에는 일산화탄소가 포함되어 있지 않음)
17.5
29.5
310.5
412.5
정답 및 해설

공기비 2.0으로 완전연소할 때 배출가스 중 산소 농도는 10.5%이다.

완전연소 시 여분 산소 비율은 O2(%)=21×m−1m\mathrm{O_2}(\%) = 21\times\dfrac{m-1}{m}로 구한다.

공기비 m=2.0m=2.0을 대입하면 21×2.0−12.0=21×0.5=10.5%21\times\dfrac{2.0-1}{2.0}=21\times0.5=10.5\%가 된다.

문제 26
Propane 1Sm3을 연소시킬 경우 이론 건조연소 가스 중의 탄산가스 최대농도(%)는?
112.8%
213.8%
314.8%
415.8%
정답 및 해설

이론 건조연소가스에는 질소와 이산화탄소만 남는다.

C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow 3CO_2+4H_2O}에서
Ao=50.21=23.81 Sm3A_o=\dfrac{5}{0.21}=23.81\,\mathrm{Sm^3}
God=0.79×23.81+3=21.81 Sm3G_{od}=0.79\times23.81+3=21.81\,\mathrm{Sm^3}

따라서
(CO2)max=321.81×100=13.8%(\mathrm{CO_2})_{max}=\dfrac{3}{21.81}\times100=13.8\%

문제 27
A석탄을 사용하여 가열로의 배출가스를 분석한 결과 CO2 14.5%, O2 6%, N2 79%, CO 0.5%이었다. 이 경우의 공기비는?
11.18
21.38
31.58
41.78
정답 및 해설

배출가스에 CO가 남아 불완전연소이므로 CO 보정이 들어간 공기비 식을 쓴다.
m=N2N2−3.76(O2−0.5CO)m=\dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2}-3.76(\mathrm{O_2}-0.5\mathrm{CO})}

N2 79%, O2 6%, CO 0.5%를 대입하면
m=7979−3.76(6−0.25)=7957.38≒1.38m=\dfrac{79}{79-3.76(6-0.25)}=\dfrac{79}{57.38}\fallingdotseq 1.38

문제 28
다음 가연물 중 자기 착화온도가 가장 높은 것은?
1황린
2파라핀 왁스
3적린
4황
정답 및 해설

자기 착화온도는 파라핀 왁스가 약 245℃로, 황린(약 60℃), 적린(약 260℃), 황(약 232℃)과 비교해야 하므로 제시된 수치 기준으로는 적린이 더 높아 정답 2번과 일치하지 않습니다. 따라서 주어진 정답과 풀이가 모순되어 정확한 해설을 작성할 수 없습니다.

문제 29
화씨온도 200℉를 절대온도(0K)로 환산한 값으로 적절한 것은?
1311
2334
3367
4394
정답 및 해설

화씨 200℉는 절대온도로 환산하면 약 367K이다.

먼저 섭씨로 바꾸면 ∘C=(200−32)×59=93.3∘C^\circ C = (200-32)\times\dfrac{5}{9} = 93.3^\circ C이다.

따라서 절대온도는 K=93.3+273.15=366.5≈367 KK = 93.3 + 273.15 = 366.5 \approx 367\ \mathrm{K}가 된다.

문제 30
다음 연소방식 및 연소장치에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
1확산연소는 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다.
2예혼합연소는 혼합기의 분출속도가 느릴 경우 역화의 위험이 있으므로 역화방지기를 부착해야 한다.
3유동층에서는 저열량연료, 점착성연료는 적용이 불가능하며, 탈황제의 주입 시 별도로 배연탈황설비가 필요하다.
4기화연소는 연료를 고온의 물체를 접촉 또는 충돌시켜 액체를 가연성 증기로 변환 후 연소시키는 방식이다.
정답 및 해설

유동층 연소는 저열량·점착성 연료에도 적용이 가능하고, 층 내에 탈황제를 직접 투입해 별도의 배연탈황설비 없이도 탈황이 가능하다는 점이 장점이므로, 이 설명은 사실과 반대이다.

  • 확산연소가 화염이 길고 그을음이 발생하기 쉽다는 설명은 타당하다.
  • 예혼합연소에서 분출속도가 느리면 역화 위험이 있어 역화방지기가 필요하다는 설명도 맞는 내용이다.
  • 기화연소가 고온 물체와의 접촉으로 액체연료를 증기화한 뒤 연소시키는 방식이라는 설명도 정의와 일치한다.
문제 31
가스 발생로에서 나온 발생로 가스 1Nm3 을 완전연소 하는데 필요한 공기량(Nm3)은? (단, 가스는 수분을 포함하지 않으며 가스의 성분은 다음과 같다 CO2 =3.0%, CO=25.2%, CH4=4%, N2 =55.3%, H2 =12.5%)
11.278
22.278
33.278
44.278
정답 및 해설

발생로가스 1Nm3을 완전연소하는 데 필요한 이론 공기량은 1.278 Nm³이다.

가연성분인 CO, H2, CH4가 필요로 하는 이론 산소량은 O2=0.5×0.252+0.5×0.125+2×0.04=0.2685 Nm3O_2 = 0.5\times0.252 + 0.5\times0.125 + 2\times0.04 = 0.2685\ \mathrm{Nm^3}이다.

공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 A0=0.26850.21=1.278 Nm3A_0 = \dfrac{0.2685}{0.21} = 1.278\ \mathrm{Nm^3}이 된다.

문제 32
혼합가스에 포함된 기체의 조성이 부피기준으로 메탄이 10%, 프로판이 30%, 부탄이 60%인 기체연료가 있다. 이 기체연료 0.67 L를 완전연소 하는데 필요한 이론 공기량은?(단, 연료와 공기는 동일 조건의 기체이다.)
117.9L
219.6L
322.2L
426.7L
정답 및 해설

이 혼합가스 0.67L을 완전연소하는 데 필요한 이론 공기량은 17.9L이다.

성분별 이론 산소량을 부피비로 합하면 O2=0.10×2+0.30×5+0.60×6.5=5.6O_2 = 0.10\times2 + 0.30\times5 + 0.60\times6.5 = 5.6(연료 부피 대비)이다.

공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 A0=5.60.21=26.67A_0 = \dfrac{5.6}{0.21} = 26.67이고, 여기에 연료량 0.67L을 곱하면 26.67×0.67=17.9 L26.67\times0.67 = 17.9\ \mathrm{L}가 된다.

문제 33
A연소시설에서 연료중 수소를 10% 함유하는 중유를 연소시킨 결과 건조연소가스 중의 SO2 농도가 600ppm이었다. 건조연소가스량이 13Sm3/kg이라면 실제습배가스량 중 SO2 농도(ppm)는?
1약 350
2약 450
3약 550
4약 650
정답 및 해설

연료 중 수소가 연소하며 생기는 수증기량은
11.2×0.1=1.12 Sm3/kg11.2\times0.1=1.12\,\mathrm{Sm^3/kg}
이므로 실제 습배가스량은 13+1.12=14.12 Sm3/kg13+1.12=14.12\,\mathrm{Sm^3/kg}이다.

SO2의 절대량은 그대로이고 가스 부피만 늘어나므로 농도는 부피비만큼 묽어진다.
600×1314.12=552 ppm600\times\dfrac{13}{14.12}=552\,\mathrm{ppm}
따라서 약 550ppm이다.

문제 34
수소 12(w/w)%. 수분 0.6(w/w)%인 중유의 고위발열량이 10500kcal/kg일 때 이 중유의 저위발열량은? (단, 중유 비중은 1.0으로 가정함)
19937 kcal/kg
29848 kcal/kg
39720 kcal/kg
49630 kcal/kg
정답 및 해설

이 중유의 저위발열량은 약 9848 kcal/kg이다.

고위발열량에서 수소와 수분에 의한 증발잠열을 빼는 식 Hl=Hh−600(9H+W)H_l = H_h - 600(9H+W)을 적용한다.

수소 H=0.12H=0.12, 수분 W=0.006W=0.006을 대입하면 9×0.12+0.006=1.0869\times0.12+0.006=1.086이고, 여기에 600을 곱하면 651.6651.6이다.

따라서 Hl=10500−651.6=9848.4 kcal/kgH_l = 10500-651.6=9848.4\ \mathrm{kcal/kg}로 계산된다.

문제 35
CH4 93%, O2 2%, N2 5%의 조성가스 0.5Sm3를 연소시키는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
14.38
26.14
39.18
413.14
정답 및 해설

이 조성가스를 연소시키는 데 필요한 이론공기량은 4.38 Sm³이다.

CH4의 연소반응 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O에서 이론산소량은 2×0.93=1.862\times0.93=1.86인데, 조성가스에 이미 포함된 산소 0.020.02를 빼면 1.86−0.02=1.841.86-0.02=1.84이다.

공기 중 산소비 21%를 적용하면 단위 부피당 이론공기량은 1.840.21=8.76\dfrac{1.84}{0.21}=8.76이고, 여기에 가스량 0.5 Sm30.5\ \mathrm{Sm^3}를 곱하면 8.76×0.5=4.38 Sm38.76\times0.5=4.38\ \mathrm{Sm^3}가 된다.

문제 36
주어진 기체연료 1Sm3를 이론적으로 완전연소시키는데 가장 적은 이론산 소량(Sm3)을 필요로 하는 것은? (단, 연소시 모든 조건은 동일하다)
1Methane
2Hydrogen
3Ethane
4Acetylene
정답 및 해설

같은 부피의 기체연료 중에서는 수소가 완전연소에 필요한 이론산소량이 가장 적다.

  • 메탄은 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O 반응으로 부피 기준 산소가 2배 필요하다.
  • 수소는 H2+0.5O2→H2OH_2+0.5O_2\rightarrow H_2O 반응으로 산소가 0.5배만 있으면 된다.
  • 에탄은 C2H6+3.5O2→2CO2+3H2OC_2H_6+3.5O_2\rightarrow 2CO_2+3H_2O 반응으로 산소가 3.5배 필요하다.
  • 아세틸렌은 C2H2+2.5O2→2CO2+H2OC_2H_2+2.5O_2\rightarrow 2CO_2+H_2O 반응으로 산소가 2.5배 필요하다.
문제 37
메탄을 이론적으로 완전 연소시킬 때 부피를 기준으로 한 공기 연료비(AFR)는? (단, 표준상태기준)
12
27.52
39.52
411.52
정답 및 해설

메탄의 이론적 완전연소 시 부피기준 공기연료비(AFR)는 9.52이다.

CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O 반응에서 이론산소량은 연료 부피의 2배이므로, 공기 중 산소비 21%를 적용하면 이론공기량은 20.21=9.52\dfrac{2}{0.21}=9.52이다.

연료 1에 대한 공기량이 그대로 AFR이 되므로 9.529.52가 된다.

문제 38
연소반응에서 가연성물질을 산화시키는 물질로 가장 거리가 먼 것은?
1산소
2산화질소
3유황
4할로겐계 물질
정답 및 해설

유황(황)은 그 자체가 가연성 물질에 해당하여, 다른 가연성물질을 산화시키는 산화제로 보기 어렵다.

  • 산소는 연소반응의 대표적인 산화제이다.
  • 산화질소는 분자 내 산소를 포함해 산화제로 작용할 수 있다.
  • 할로겐계 물질도 강한 전기음성도로 인해 가연물을 산화시킬 수 있다.
문제 39
다음중 표면연소의 설명으로 가장 적절한 것은?
1오일의 표면에서 오일이 기화하여 일어나는 연소
2화염의 표면에서 산소와의 결합으로 일어나는 연소
3고체연료가 화염을 정상적으로 내면서 연소하는 것
4적열 코크스나 숯의 표면에 산소가 접촉하여 일어나는 연소
정답 및 해설

표면연소는 적열된 코크스나 숯의 표면에 산소가 직접 접촉하여 일어나는 연소를 말한다.

  • 오일 표면에서 기화한 증기가 타는 것은 증발연소에 해당한다.
  • 화염 표면에서 산소와 결합해 일어난다는 설명은 표면연소의 정의와 거리가 멀다.
  • 화염을 내면서 정상적으로 타는 것은 분해연소 등 불꽃연소에 해당하며, 표면연소는 불꽃 없이 진행되는 것이 특징이다.
문제 40
고체연료의 일반적인 특징으로 옳지 않은 것은?
1연소 시 많은 공기가 필요하므로 연소장치가 대형화된다.
2석탄을 이탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄, 흑연으로 분류할 때 무연탄의 탄화도가 가장 작다.
3고체연료는 액체연료에 비해 수소함유량이 작다.
4고체연료는 액체연료에 비해 산소함유량이 크다.
정답 및 해설

탄화도는 이탄 < 갈탄 < 역청탄 < 무연탄 < 흑연 순으로 커지므로, 무연탄의 탄화도가 가장 작다는 설명이 잘못됐다.

나머지는 옳다. 완전연소에 많은 공기가 필요해 연소장치가 대형화되고, 액체연료에 비해 수소 함유량은 작고 산소 함유량은 크다.

문제 41
흡인통풍의 장점으로 가장 적합하지 않은 것은?
1통풍력이 크다.
2연소용 공기를 예열할 수 있다.
3굴뚝의 통풍저항이 큰 경우에 적합하다.
4노 내압이 부압(-)으로 역화의 우려가 없다.
정답 및 해설

흡인통풍(유인통풍)은 연도 끝에서 배기가스를 빨아내는 방식이라 송풍기가 다루는 것이 연소용 공기가 아니라 고온의 배기가스다. 따라서 연소용 공기를 예열하는 효과는 없으며, 그것은 압입통풍의 장점이다.

나머지는 흡인통풍의 장점이다. 노 안이 부압이 되어 역화 우려가 없고, 통풍력이 커서 굴뚝의 통풍저항이 큰 경우에도 쓸 수 있다.

문제 42
일반적으로 더스트의 체적당 표면적을 비표면적이라 하는데 구형입자의 비표면적의 식을 옳게 나타낸 것은? (단, d는 구형입자의 직경)
12/d
24/d
36/d
48/d
정답 및 해설

비표면적은 표면적을 체적으로 나눈 값이다.

지름 d인 구는 표면적이 πd2\pi d^2, 체적이 πd36\dfrac{\pi d^3}{6}이므로
Sv=πd2πd3/6=6dS_v = \dfrac{\pi d^2}{\pi d^3 / 6} = \dfrac{6}{d}

문제 43
배출가스 중의 NOx 제거법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1선택적 촉매환원법의 최적온도 범위는 700~850℃ 정도이며, 보통 50% 정도의 NOx를 저감시킬 수 있다.
2선택적 촉매환원법은 TiO2와 V2O5를 혼합하여 제조한 촉매에 NH3, H2, CO, H2S 등의 환원가스를 작용시켜 NOx를 N2로 환원시키는 방법이다.
3비선택적인 촉매환원에서는 NOx뿐만 아니라, O2까지 소비된다.
4배출가스 중의 NOx제거는 연소조절에 의한 제어법보다 더 높은 NOx 제거효율이 요구되는 경우나 연소방식을 적용할 수 없는 경우에 사용된다.
정답 및 해설

선택적 촉매환원법(SCR)의 최적 반응온도는 300~400℃ 정도이고 NOx 제거율도 90% 내외로 높다. 700~850℃는 촉매 없이 암모니아·요소를 주입하는 선택적 무촉매환원법(SNCR)의 온도대다.

나머지는 옳다. 비선택적 촉매환원에서는 환원제가 NOx뿐 아니라 배기 중 O2까지 소비하고, SCR 촉매로는 TiO2와 V2O5를 혼합한 것이 대표적이다.

문제 44
벤튜리 스크러버 적용시 액가스비를 크게 하는 요인으로 틀린 것은?
1분진의 친수성이 클 때
2분진의 입경이 작을 때
3처리가스의 온도가 높을 때
4분진의 농도가 높을 때
정답 및 해설

분진의 친수성이 클수록 오히려 액적에 쉽게 젖어 포집이 잘 되므로, 액가스비를 크게 할 필요성은 줄어든다.

  • 처리가스의 온도가 높을 때는 냉각·응축을 위해 액가스비를 크게 해야 한다.
  • 분진의 입경이 작을 때는 포집이 어려워지므로 액가스비를 크게 해야 한다.
  • 분진의 농도가 높을 때도 처리에 필요한 액량이 늘어나 액가스비를 크게 해야 한다.
문제 45
가로 a , 세로 b인 직사각형의 유로에 유체가 흐를 경우 상당직경 (Equivalent Diameter)을 산출하는 간이식은?
1√aㆍb
22ㆍaㆍb
3
4
정답 및 해설

직사각형 유로의 상당직경은 De=2aba+bD_e=\dfrac{2ab}{a+b} 로 산출한다.

상당직경은 De=4APD_e=\dfrac{4A}{P}, 즉 유로 단면적의 4배를 젖음둘레로 나눈 값이다. 가로 aa, 세로 bb 인 직사각형은 A=abA=ab, P=2(a+b)P=2(a+b) 이므로 De=4ab2(a+b)=2aba+bD_e=\dfrac{4ab}{2(a+b)}=\dfrac{2ab}{a+b} 가 된다.

정사각형(a=ba=b)으로 검산하면 De=2a22a=aD_e=\dfrac{2a^2}{2a}=a 로 한 변의 길이와 같아져, 같은 유동 특성을 갖는 원형관의 직경이라는 상당직경의 뜻과 일치한다.

나머지 식은 정의나 차원이 맞지 않는다.

  • 두 변의 곱에 제곱근을 씌운 기하평균은 둘레 정보를 담지 못해, 단면적이 같다면 가늘고 긴 유로와 정사각형 유로를 구분하지 못한다.
  • 두 변의 곱을 2배 한 값은 길이가 아니라 면적 차원이다.
  • 두 변의 합의 2배를 곱으로 나눈 뒤 제곱근을 씌운 식도 차원이 길이가 되지 않는다.
문제 46
후드의 유입계수가 0.85, 속도압이 25mmH2O 일 때 후드의 압력손실은?
18.1 mmH2O
28.8 mmH2O
39.6 mmH2O
410.8 mmH2O
정답 및 해설

후드의 압력손실은 ΔP=F×VP\Delta P = F\times VP이고, 유입손실계수는 유입계수 CeC_e로부터 F=1Ce2−1F=\dfrac{1}{C_e^{2}}-1로 구한다.

유입계수 0.85를 대입하면
F=10.852−1=1.384−1=0.384F=\dfrac{1}{0.85^{2}}-1=1.384-1=0.384

따라서 ΔP=0.384×25\Delta P = 0.384\times 25이므로 압력손실은 약 9.6 mmH2O이다.

문제 47
흡수탑의 충전물에 요구되는 사항으로 거리가 먼 것은?
1단위 부피내의 표면적이 클 것
2간격의 단면적이 클 것
3단위 부피의 무게가 가벼울 것
4가스 및 액체에 대하여 내식성이 없을 것
정답 및 해설

충전물은 흡수액과 가스에 계속 접촉하므로 내식성이 있어야 한다. "내식성이 없을 것"은 요구조건과 정반대다.

그 밖의 요구조건은 단위 부피당 표면적이 클 것, 공극의 단면적이 커서 압력손실이 작을 것, 단위 부피당 무게가 가벼울 것 등이다.

문제 48
가솔린 자동차의 후처리에 의한 배출가스 저감방안의 하나인 삼원 촉매장치의 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1CO와 HC의 산화촉매로는 주로 백금(Pt)이 사용된다.
2NO의 환원촉매로는 주로 파라듐(Pd)이 사용된다.
3CO와 HC는 CO2와 H2O로 산화되며 NO는 N2로 환원된다.
4CO, HC, NOx 3성분의 동시 저감을 위해 엔진에 공급되는 공기연료비는 이론공연비 정도로 공급되어야 한다.
정답 및 해설

삼원 촉매장치(Three-Way Catalyst, TWC)에서 촉매 금속의 역할과 비율을 묻는 문항이다. 로듐(Rh)은 NO의 산화반응이 아닌 환원반응을 촉진하므로 NO의 환원촉매로 파라듐을 든 설명이 거리가 멀다. 이 설명은 로듐의 역할을 "NO의 산화반응"이라고 잘못 표현했다.

  • CO와 HC의 산화에 백금이 사용되는 것이 맞다.
  • CO와 HC는 산화되어 CO₂와 H₂O로, NO는 환원되어 N₂로 변환되는 삼원 촉매의 기본 원리를 정확히 설명한다.
  • 삼원 촉매가 3가지 오염물질을 동시에 저감하려면 이론공연비(λ=1) 근처에서 작동해야 한다는 점이 맞다.
문제 49
층류의 흐름인 공기 중을 입경이 2.2㎛, 밀도가 2400g/L인 구형입자가 자유낙하하고 있다. 구형입자의 종말속도(m/s)는? (단, 20℃에서 공기의 밀도는 1.29g/L, 공기의 점도는 1.81×10-4poise)
13.5×10-6
23.5×10-5
33.5×10-4
43.5×10-3
정답 및 해설

층류(Stokes 영역)이므로 Vt=dp2(ρp−ρ)g18μV_t = \dfrac{d_p^2(\rho_p - \rho)g}{18\mu}를 쓴다. 점도는 1.81×10−4 poise=1.81×10−5 kg/(m⋅s)1.81 \times 10^{-4}\,\mathrm{poise} = 1.81 \times 10^{-5}\,\mathrm{kg/(m \cdot s)}로 고친다.

밀도 2400g/L는 2400kg/m3이므로 대입하면
Vt=(2.2×10−6)2(2400−1.29)×9.818×1.81×10−5=3.5×10−4 m/sV_t = \dfrac{(2.2 \times 10^{-6})^2 (2400 - 1.29) \times 9.8}{18 \times 1.81 \times 10^{-5}} = 3.5 \times 10^{-4}\,\mathrm{m/s}

공기 밀도가 입자 밀도에 비해 무시할 만큼 작아 결과에 거의 영향을 주지 않는다.

문제 50
평판형 집진기(3.0m×2.3m)가 평행으로 극판간 거리 0.3m로 6개가 설치되었으며, 내부는 양면 집진판이며, 양끝 집진판은 하나의 집진면을 가질 때 집진장치를 가동하여 얻을 수 있는 집진효율은? (단, 유입 배기가스 총 유량은 100m3/min 이며 각 집진판으로 균일하게 분배되어 처리되며, 10g/m3의 먼지를 분진 입자의 겉보기 이동속도 0.1m/sec 로 고정하여 집진장치를 가동한다.)
199.5%
298.4%
397%
495.5%
정답 및 해설

집진면적부터 센다. 극판 6개 중 양끝 2개는 한 면, 안쪽 4개는 양면이므로 집진면은 2×1+4×2=10면이고, A=10×(3.0×2.3)=69 m2A=10\times(3.0\times2.3)=69\ \mathrm{m^2}이다.

도이치 식 η=1−e−A weQ\eta=1-e^{-\dfrac{A\,w_e}{Q}}에 Q=100 m3/min=1.667 m3/sQ=100\ \mathrm{m^3/min}=1.667\ \mathrm{m^3/s}, we=0.1 m/sw_e=0.1\ \mathrm{m/s}를 대입하면
A weQ=69×0.11.667=4.14\dfrac{A\,w_e}{Q}=\dfrac{69\times0.1}{1.667}=4.14
따라서 η=1−e−4.14=0.984\eta=1-e^{-4.14}=0.984, 즉 98.4 %이다.

문제 51
일반적인 흡착제의 용도를 가장 알맞게 짝지은 것은?
1활성탄- 습한가스 건조, 황분 제거
2실리카겔- 용제 회수, 악취 제거
3활성알루미나- 탄화수소로부터 오염물질 제거
4보오크사이트- 석유분류물 처리, 가스 건조
정답 및 해설

보오크사이트는 석유분류물 처리와 가스 건조에 쓰이는 흡착제로 짝지어진 것이 맞다.

  • 활성탄은 습한 가스 건조가 아니라 용제 회수·악취 제거에 주로 쓰인다.
  • 실리카겔은 용제 회수·악취 제거가 아니라 가스 건조에 주로 쓰인다.
  • 활성알루미나는 탄화수소 오염물질 제거가 아니라 가스 건조에 주로 쓰인다.
문제 52
내경이 120mm의 원통내를 20℃ 1기압의 공기가 30m3/hr로 흐른다. 표준상태의 공기의 밀도가 1.3kg/Sm3, 20℃의 공기의 점도가 1.81×10-4poise이라면 레이놀드 수는?
1약 4500
2약 5900
3약 6500
4약 7300
정답 및 해설

먼저 관 내 유속을 구한다. A=π(0.12)24=0.0113 m2A = \dfrac{\pi (0.12)^2}{4} = 0.0113\,\mathrm{m^2}, Q=303600=8.33×10−3 m3/sQ = \dfrac{30}{3600} = 8.33 \times 10^{-3}\,\mathrm{m^3/s}이므로 v=0.737 m/sv = 0.737\,\mathrm{m/s}다.

20℃ 공기밀도는 1.3×273293=1.21 kg/m31.3 \times \dfrac{273}{293} = 1.21\,\mathrm{kg/m^3}이고, 점도는 1 poise = 0.1 kg/m·s이므로 1.81×10−5 kg/m⋅s1.81 \times 10^{-5}\,\mathrm{kg/m \cdot s}다.

따라서 Re=ρvDμ=1.21×0.737×0.121.81×10−5≈5900Re = \dfrac{\rho v D}{\mu} = \dfrac{1.21 \times 0.737 \times 0.12}{1.81 \times 10^{-5}} \approx 5900이다.

문제 53
충전탑에서 배출가스 중의 불화수소(HF)를 수산화나트륨 용액과 향류로 접촉시켜 90%를 흡수하고 있다. 흡수율을 99%로 높이려면 충전층의 높이는 처음의 몇 배로 하여야 하는가? (단, 흡수액 상의 HF 평형분압은 0이고, 기상총괄이동단위높이(HOG)는 일정하다.)
11.1배
21.5배
32배
410배
정답 및 해설

평형분압이 0인 경우 기상총괄이동단위수는 NOG=ln⁡11−ηN_{OG}=\ln\dfrac{1}{1-\eta}이고 충전층 높이는 Z=HOG×NOGZ=H_{OG}\times N_{OG}이므로, HOGH_{OG}가 일정하면 높이는 NOGN_{OG}에 비례하여 2배가 되어야 한다.

흡수율 90%일 때
NOG,1=ln⁡11−0.9=ln⁡10=2.303N_{OG,1}=\ln\dfrac{1}{1-0.9}=\ln 10=2.303
흡수율 99%일 때
NOG,2=ln⁡11−0.99=ln⁡100=4.605N_{OG,2}=\ln\dfrac{1}{1-0.99}=\ln 100=4.605
Z2Z1=4.6052.303=2.0\dfrac{Z_2}{Z_1}=\dfrac{4.605}{2.303}=2.0

ln⁡100=2ln⁡10\ln 100=2\ln 10이므로 정확히 2배이다. 흡수율의 비(99/90)나 통과율의 비(0.1/0.01)로 구하면 각각 1.1배·10배가 되어 틀린 값이 된다.

문제 54
먼지농도 10g/m3 인 배기가스를 1200m3/min로 배출하는 배출구에 여과집진장치를 설치하고자 한다. 이 여과집진장치의 평균 여과속도는 3m/min 이고, 여기에 직경 20cm, 길이 4m의 여과백을 사용한다면 필요한 여과백의 수는 ?
1120개
2140개
3160개
4180개
정답 및 해설

필요한 총 여과면적은 처리가스량을 여과속도로 나눈 값이다.
A=12003=400 m2A=\dfrac{1200}{3}=400\,\mathrm{m^2}

여과백 1개의 면적은 원통 옆면이므로
a=πDL=π×0.2×4=2.51 m2a=\pi D L=\pi\times0.2\times4=2.51\,\mathrm{m^2}
따라서 N=4002.51≈159.2N=\dfrac{400}{2.51}\approx159.2이므로 160개가 필요하다.

먼지농도 10g/m³는 소요 개수 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

문제 55
사업장에서 발생되는 케톤(Ketone)류를 제어하는 방법 중 제어효율이 가장 낮은 방법은?
1직접소각법
2응축법
3흡착법
4흡수법
정답 및 해설

아세톤 등 케톤류는 극성이 크고 수용성이어서 비극성인 활성탄과 친화력이 낮아 흡착법의 제어효율이 가장 떨어진다.

반대로 물과 용제에 잘 녹으므로 흡수법이 유리하고, 비점이 비교적 높아 응축법으로 회수하기 쉬우며, 가연성이므로 직접소각법은 매우 높은 제어효율을 낸다.

문제 56
벤츄리스크러버(venturi scrubber)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼것은?
1가압수식 중에서 집진율이 가장 높아 대단히 광범위하게 사용되며, 소형으로 대용량의 가스처리가 가능하다.
2액가스비는 보통 0.3-1.5L/m3정도, 압력손실은 300-800mmH2O 전 후 이다
3물방울 입경과 먼지 입경의 비는 충돌효율 면에서 10:1전후가 좋다.
4목부의 처리가스 속도는 보통 60-90m/s이다.
정답 및 해설

벤츄리스크러버에서 물방울과 먼지 입자의 입경비는 10:1보다 훨씬 커야 충돌효율 측면에서 유리한 것으로 알려져 있어, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 가압수식 세정법 중 집진율이 가장 높아 광범위하게 쓰이고, 소형 설비로도 대용량 가스를 처리할 수 있다는 설명은 타당하다.
  • 액가스비 0.3~1.5 L/m³, 압력손실 300~800mmH2O 전후라는 수치도 벤츄리스크러버의 통상적인 설계 범위와 일치한다.
  • 목부 처리가스 속도가 보통 60~90 m/s라는 설명도 타당하다.
문제 57
배출가스량이 3600m3/hr 이고 , 가스온도 150℃ , 압력 500mmHg , 함진농도 10g/m3인 배출가스를 처리하는 집진장치에서 출구의 함진농도를 0.2g/Sm3로 하기 위하여 필요한 집진율은 약 몇 %인가?
196.55%
297.15%
398.55%
499.15%
정답 및 해설

필요한 집진율은 약 99.15%이다.

입구 함진농도를 표준상태로 환산하면 10×273+150273×760500=10×1.549×1.52=23.5 g/Sm310\times\dfrac{273+150}{273}\times\dfrac{760}{500}=10\times1.549\times1.52=23.5\ \mathrm{g/Sm^3}이다.

따라서 집진율은 η=(1−0.223.5)×100=99.15%\eta=\left(1-\dfrac{0.2}{23.5}\right)\times100=99.15\%로 계산된다.

문제 58
집진효율이 70%인 1차 집진장치가 있다. 총집진효율이 98%이라면 2차 집진장치의 집진효율은?
191.1 %
293.3 %
394.8 %
496.5 %
정답 및 해설

2차 집진장치의 집진효율은 93.3%이다.

직렬로 설치된 집진장치의 총괄효율은 ηt=η1+η2(1−η1)\eta_t=\eta_1+\eta_2(1-\eta_1)로 나타낼 수 있다.

η1=0.70\eta_1=0.70, ηt=0.98\eta_t=0.98을 대입하면 0.98=0.70+η2×0.300.98=0.70+\eta_2\times0.30이므로, η2=0.280.30=0.933=93.3%\eta_2=\dfrac{0.28}{0.30}=0.933=93.3\%가 된다.

문제 59
작업의 성질상 포의식이나 boot type으로 할 수 없을 때 부득이 발생원에서 격리시켜 설치하는 형태로 도금세척, 분무도장 등에서 이용되며 외부의 난기류에 의해 그 효과가 많이 감소되는 단점이 있는 외부식 후드형식은?
1Glove box type
2Cover type
3Canopy type
4Slot type
정답 및 해설

이는 도금세척, 분무도장 등에서 발생원과 떨어뜨려 설치하는 슬롯형(slot type) 후드에 해당한다.

포위식이나 부스형(boot type)을 적용할 수 없는 작업 조건에서 부득이 오염원에서 격리해 설치하는 외부식 후드 형태로, 개구부가 좁고 길게 배치된다.

외부의 난기류에 영향을 크게 받아 포집 효과가 쉽게 저하된다는 단점을 갖는다.

문제 60
Henry 법칙이 적용되는 가스로서 공기 중 유해가스의 평형분압이 16 mmHg일 때, 수중 유해가스의 농도는 3.0 kmol/m3 였다. 같은 조건에서 가스분압이 435 mmH20 가 되면 수중 유해가스의 농도는? (단, Hg의 비중 13.6)
1약 1.5 kmol/m3
2약 3.0 kmol/m3
3약 6.0 kmol/m3
4약 9.0 kmol/m3
정답 및 해설

Henry 법칙 p=H Cp = H\,C에서 같은 조건이면 용해 농도는 평형분압에 비례한다. 먼저 압력 단위를 mmHg로 통일한다.

수은의 비중이 13.6이므로
435 mmH2O=43513.6≈32 mmHg435\ \mathrm{mmH_2O}=\dfrac{435}{13.6}\approx 32\ \mathrm{mmHg}

따라서 C=3.0×3216C = 3.0\times\dfrac{32}{16}이므로 수중 농도는 약 6.0 kmol/m³이다.

문제 61
공정시험방법의 일반화학분석에 대한 공통적인 사항을 규정한 내용 중 알맞지 않은 것은?
1"수욕상 또는 수욕중에서 가열한다"라 함은 따로 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 말한다.
2액의 농도를 (1→5)로 표시한 것은, 용질의 성분이 고체일 때는 1g을 용매에 녹여 전량을 5mL로 하는 비율을 뜻한다.
3시험에 사용하는 표준품은 원칙적으로 1급 시약이상을 사용하여야 한다.
4방울수라 함은 20℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1mL되는 것을 뜻한다.
정답 및 해설

공정시험방법에서 시험에 사용하는 표준품은 1급이 아니라 특급시약 이상을 사용하는 것이 원칙이므로, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 수욕상 또는 수욕중 가열은 별도 규정이 없는 한 수온 100℃에서 가열함을 의미한다는 설명은 통칙과 일치한다.
  • 농도 (1→5) 표시가 고체 1g을 녹여 전량 5mL로 하는 비율을 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 같다.
  • 방울수가 20℃에서 정제수 20방울의 부피가 약 1mL 되는 것을 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 일치한다.
문제 62
분석시료제조를 위하여 아세틸아세톤함유흡수액을 사용하는 분석대상가스는?
1시안화수소
2벤젠
3비소
4포름알데히드
정답 및 해설

포름알데히드는 아세틸아세톤을 함유한 흡수액에 흡수시킨 뒤 발색반응을 이용해 분석하는 대상가스이다.

흡수액 속의 아세틸아세톤이 포름알데히드와 반응하여 특유의 색을 나타내는 화합물을 생성하고, 이를 흡광도로 측정하여 정량한다.

문제 63
굴뚝 배출가스 중의 질소산화물을 연속적으로 자동측정하는데 사용되는 자외선흡수분석계의 구성에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?
1광원 : 중수소방전관 또는 중압수은 등을 사용한다.
2시료셀 : 시료가스가 연속적으로 흘러갈 수 있는 구조로 되어 있으며 그 길이는 200~500mm이고 셀의 창은 자외선 및 가시광선이 투과할 수 있는 재질이어야 한다.
3광학필터 : 프리즘과 회절격자 분광기 등을 이용하여 자외선 또는 적외선 영역의 단색광을 얻는 데 사용된다.
4합산증폭기 : 신호를 증폭하는 기능과 일산화질소 측정파장에서 아황산가스의 간섭을 보정하는 기능을 가지고 있다.
정답 및 해설

프리즘이나 회절격자로 단색광을 얻는 것은 분광기의 기능이다. 광학필터는 특정 파장역의 빛만 통과시켜 시료 중 간섭성분의 영향을 제거하는 데 쓰인다.

나머지 구성은 옳다. 광원은 중수소방전관 또는 중압수은등, 시료셀은 길이 200~500 mm에 자외선·가시광선이 투과하는 창을 쓰며, 합산증폭기는 신호를 증폭하면서 일산화질소 측정파장에서 아황산가스의 간섭을 보정한다.

문제 64
유류 중의 황함유량 분석 방법 중 방사선여기법에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?
1여기법 분석계의 전원 스위치를 넣고 1시간 이상 안정화시킨다.
2시료에 방사선을 조사하고 여기된 황 원자에서 발생하는 γ선의 강도를 측정한다.
3석유 제품의 시료채취 시 증기의 흡입은 될 수 있는 한 피해야 한다.
4시료를 충분히 교반한 후 준비된 시료셀에 기포가 들어가지 않도록 주의하여 액 층의 두께가 5~20mm가 되도록 시료를 넣는다.
정답 및 해설

방사선여기법에서 측정하는 것은 여기된 황 원자에서 발생하는 형광 X선이며, γ선을 측정한다는 설명은 사실과 다르다.

  • 분석계 전원을 넣은 뒤 1시간 이상 안정화시킨다는 절차 설명은 타당하다.
  • 석유 제품 시료채취 시 증기 흡입을 될 수 있는 한 피해야 한다는 설명도 안전상 타당하다.
  • 시료셀에 기포 없이 액층 두께를 맞춰 넣는다는 절차 설명도 타당하다.
문제 65
굴뚝 배출가스 내의 염화수소 분석방법 중 자외선/가시선 분광법(흡광광도법)에 해당하는 것은?
1티오시안산 제이수은법
2질산은법
3란탄-알리자린 콤플렉숀법
44-아미노안티피린법
정답 및 해설

염화수소의 자외선/가시선 분광법(흡광광도법)에 해당하는 것은 티오시안산 제이수은법이다.

흡수액 속 티오시안산제이수은이 염화수소와 반응해 티오시안산이온을 유리시키고, 이 이온이 철 이온과 반응하여 발색된 정도를 흡광도로 측정하는 원리이다.

질산은법은 침전적정법, 란탄-알리자린 콤플렉숀법은 불소화합물 분석법, 4-아미노안티피린법은 페놀류 분석법으로 각각 대상 물질이 다르다.

문제 66
환경 대기중의 질소산화물을 자동연속측정하는 방법과 가장 거리가 먼 것은?
1자외선형광법
2살츠만법
3화학발광법
4흡광차분광법
정답 및 해설

자외선형광법은 아황산가스(SO2)의 자동측정법이므로 질소산화물 측정법에는 들어가지 않는다.

환경대기 중 질소산화물 자동연속측정법은 화학발광법(주시험법), 흡광광도법인 살츠만법, 흡광차분광법 등이다.

문제 67
기체-액체 크로마트그래프법에서 사용되는 탄화수소계 고정상 액체물질과 가장 거리가 먼 것은?
1디메틸술포란
2고진공 그리이스
3스쿠아란
4헥사데칸
정답 및 해설

고정상 액체물질 중 디메틸술포란은 탄화수소계가 아닌 황을 포함한 극성 물질이다.

  • 고진공 그리이스는 탄화수소 계열의 고정상 액체물질이다.
  • 스쿠알란은 대표적인 탄화수소계 비극성 고정상 액체물질이다.
  • 헥사데칸도 탄화수소계 고정상 액체물질에 해당한다.
문제 68
공정시험방법상 굴뚝에서 배출되는 가스 중의 일산화탄소를 분석하는 방법으로 적절치 못한 것은?
1흡광광도법
2정전위전해법
3비분산적외선분석법
4가스크로마토그래프법
정답 및 해설

흡광광도법은 굴뚝 배출가스 중 일산화탄소 분석방법에 해당하지 않는다.

  • 정전위전해법은 CO를 전기화학적으로 산화시켜 발생하는 전류를 측정하는 방법이다.
  • 비분산적외선분석법은 CO의 적외선 흡수 특성을 이용해 연속적으로 농도를 측정하는 방법이다.
  • 가스크로마토그래프법은 시료를 분리·검출하여 CO 농도를 정량하는 방법이다.
문제 69
기체-고체 크로마토그래피법에서 사용하는 흡착형 충전물과 거리가 먼 것은?
1알루미나
2활성탄
3담체
4실리카겔
정답 및 해설

담체는 기체-고체 크로마토그래피(GSC)의 흡착형 충전물이 아니라, 기체-액체 크로마토그래피에서 고정상 액체를 지지하는 물질이다.

  • 알루미나는 GSC에서 널리 쓰이는 대표적인 흡착형 충전물이다.
  • 활성탄도 흡착 성능이 뛰어나 GSC 충전물로 사용된다.
  • 실리카겔 역시 극성 물질 분리에 쓰이는 흡착형 충전물이다.
문제 70
배출가스 중 먼지를 여과지에 포집하고 이를 적당한 방법으로 처리하여 분석용 시험용액으로 한 후 원자흡수분광광도법을 이용하여 각종 금속원소의 원자흡광광도를 측정하여 정량분석하고자 할 때, 다음 중 금속원소별 측정파장으로 옳게 짝지어진 것은?
1Pb - 357.9 nm
2Cu - 228.8 nm
3Ni - 217.0 nm
4Zn - 213.8 nm
정답 및 해설

제시된 짝짓기 중 실제 측정파장과 일치하는 것은 아연(Zn)의 213.8nm뿐이다.

  • 납(Pb)은 283.3nm(또는 217.0nm)에서 측정하며, 357.9nm는 크롬(Cr)의 측정파장이다.
  • 구리(Cu)는 324.8nm에서 측정하며, 228.8nm는 카드뮴(Cd)의 측정파장이다.
  • 니켈(Ni)은 232.0nm에서 측정하며, 217.0nm는 납(Pb)에 해당하는 파장이다.
문제 71
대기오염공정시험기준상 배출가스 중 플루오린화합물을 자외선/가시선분광법(란타넘-알리자린콤플렉손법)으로 분석하는 방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡수액으로 수산화소듐 용액(4 g/L)을 사용하고, 흡광도는 620 nm 부근의 파장에서 측정한다.
2채취관은 스테인리스강, PTFE 수지 등 부식성 가스에 영향을 받지 않는 재질을 사용하고, 여과재로 PTFE 섬유 등을 넣는다.
3알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 공존하면 영향을 받는다.
4시료채취량 80 L, 분석용 시료용액 250 mL인 경우 정량범위는 0.5 ppm 이상, 방법검출한계는 0.2 ppm이다.
정답 및 해설

대기오염공정시험기준(ES 01311.1)에서 란타넘-알리자린콤플렉손법의 정량범위는 시료채취량 80 L·분석용 시료용액 250 mL 기준 0.05 ppm 이상, 방법검출한계는 0.02 ppm이다. 0.5 ppm 이상·0.2 ppm은 10배 큰 값으로 옳지 않다.

이 방법은 배출가스 중 무기 플루오린화합물을 수산화소듐 용액(4 g/L)에 흡수시킨 뒤 완충용액으로 pH를 조절하고 란타넘-알리자린콤플렉손 용액을 가해 생성되는 착화합물의 흡광도를 620 nm 부근에서 측정한다.

  • 채취관은 스테인리스강·PTFE 수지 등 부식성 가스에 견디는 재질을 쓰고, 여과재로 PTFE 섬유 등을 넣어 먼지 혼입을 막는다는 설명은 옳다.
  • 알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등 중금속 이온이나 인산 이온이 공존하면 영향을 받으므로 그 영향을 무시하거나 제거할 수 있는 경우에 적용한다는 설명도 옳다.
문제 72
환경대기 중 아황산가스를 파라로자닐린법으로 분석할 때 다음 간섭물질에 대한 제거방법으로 옳은 것은?
1NOx : 측정기간을 늦춘다.
2Cr : pH를 4.5 이하로 조절한다.
3O3 : 설퍼민산(NH3SO3)을 사용한다.
4Mn, Fe : EDTA 및 인산을 사용한다.
정답 및 해설

파라로자닐린법에서 망간·철·크로뮴 같은 중금속의 방해는 EDTA와 인산을 넣어 착화·차폐시켜 없앤다.

나머지 보기는 제거방법이 서로 뒤바뀌어 있다.

  • 질소산화물의 방해는 설퍼민산을 넣어 제거한다.
  • 오존의 방해는 시료 채취 후 분석시각을 늦춰 오존이 자연 분해되게 한다.
문제 73
흡광광도법에서 자외부의 광원으로 주로 사용되는 것은?
1텅스텐램프
2중공음극램프
3열 음극 램프
4중수소방전관
정답 및 해설

흡광광도법에서 자외부 파장 영역의 광원으로는 중수소방전관을 주로 사용한다.

  • 텅스텐램프는 가시부 파장 영역의 광원으로 쓰인다.
  • 중공음극램프는 원자흡광분광광도법(AAS)에서 사용하는 특정 금속원소 전용 광원이다.
문제 74
굴뚝 배출가스 중 먼지농도를 반자동식 시료채취기에 의해 분석하는 경우 채취장치 구성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡인노즐의 꼭지점은 60〬 이하의 예각이 되도록 하고 주위 장치에 고정시킬 수 있도록 충분한 각(가급적 수직)이 확보되도록 한다.
2흡인관은 수분응축 방지를 위해 시료가스 온도를 120±14℃로 유지할 수 있는 가열기를 갖춘 보로실리케이트, 스테인레스강 또는 석영 유리관을 사용한다.
3흡인노즐의 안과 밖의 가스흐름이 흐트러지지 않도록 흡인노즐 내경(d)은 4mm 이상으로 하고, d는 정확히 측정하여 0.1mm 단위까지 구하여 둔다.
4피토관은 피토관 계수가 정해진 L형 피토관(C : 1.0 전후) 또는 S형(웨스턴형 C : 0.85 전후) 피토관으로서 배출가스 유속의 계속적인 측정을 위해 흡인관에 부착하여 사용한다.
정답 및 해설

굴뚝 배출가스 먼지농도 반자동식 시료채취 장치의 흡인노즐 구성 기준에서 정답을 결정한다. 흡인노즐의 꼭지점은 80° 이상 90° 이하의 예각이어야 하는데, 흡인노즐 꼭지점에 관한 설명은 "80° 이하"라고 명시하여 허용 범위를 초과로 좁게 제한했다.

이는 실제 배출가스 측정 기준(예: 굴뚝 배출가스 먼지 측정 기준)에서 규정한 80° 이상의 기준과 모순된다.

  • 흡인노즐 내경은 안지름 3mm 이상과 0.1mm 단위 정확도 요구로 올바르다.
  • 흡인관은 120±14℃ 가열로 수분 응축 방지 조건이 맞다.
  • 피토관은 L형(C=1.0 전후) 또는 웨스턴형(C=0.85 전후) 피토관 사양이 정확하다.
문제 75
배출가스중의 산소농도를 자동측정기 방식으로 측정할 때 '항온조 온도조절 동작 점검', 브릿지전류의 점검'을 주된 보수점검사항으로 하여야 하는 측정방식은?
1자기풍 방식
2자기식 방식
3질코니아 방식
4전극 방식
정답 및 해설

항온조의 온도조절 동작과 브릿지전류 점검이 주된 보수항목인 산소 자동측정방식은 자기풍 방식이다.

자기풍(자기풍력)방식은 산소의 상자성을 이용해 가열된 선의 브릿지 회로에 흐르는 전류 변화로 농도를 측정하므로, 항온조 온도조절과 브릿지전류 점검이 핵심 보수사항이 된다.

문제 76
온도의 표시에 관한 설명중 틀린 것은?
1냉후(식힌 후)라 표시되어 있을 때는 보온 또는 가열 후 실온까지 냉각된 상태를 뜻한다.
2찬곳은 따로 규정이 없는 한 0-4℃를 뜻한다.
3표준온도는 0℃, 상온 15-25℃, 실온 1-35℃ 이다.
4냉수는 15℃ 이하를 뜻한다.
정답 및 해설

공정시험방법 통칙상 찬 곳은 0~4℃가 아니라 0~15℃의 곳을 뜻하므로, 이 설명은 사실과 다르다.

  • 냉후(식힌 후)는 보온 또는 가열한 후 실온까지 냉각된 상태를 뜻한다는 설명은 통칙과 일치한다.
  • 표준온도 0℃, 상온 15~25℃, 실온 1~35℃라는 설명도 통칙의 정의와 같다.
  • 냉수가 15℃ 이하를 뜻한다는 설명도 통칙의 정의와 일치한다.
문제 77
자외선/가시선 분광법에 의한 불소화합물 분석방법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1분광광도계로 측정 시 흡수 파장은 460nm를 사용한다.
2이 방법의 정량범위는 HF로서 0.05ppm~1200ppm이며, 방법검출한계는 0.015ppm이다.
3시료가스 중에 알루미늄(III), 철(II), 구리(II), 아연(II) 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 존재하면 방해 효과를 나타낸다.
4굴뚝에서 적절한 시료채취장치를 이용하여 얻은 시료 흡수액을 일정량으로 묽게 한 다음 완충액을 가하여 pH를 조절하고 란탄과 알리자린콤플렉손을 가하여 생성되는 생성물의 흡광도를 분광광도계로 측정한다.
정답 및 해설

불소이온이 란탄-알리자린콤플렉손과 반응해 생성되는 청색 착화합물의 흡광도는 620nm에서 측정하므로, 460nm를 사용한다는 설명은 옳지 않다.

청색을 띠는 용액은 그 보색인 주황·적색 계열(600nm 부근)의 빛을 흡수하므로, 파장이 짧은 460nm에서 측정한다는 서술은 발색 원리와도 맞지 않는다.

  • 완충액으로 pH를 조절한 뒤 란탄과 알리자린콤플렉손을 가해 생성된 착화합물의 흡광도를 측정한다는 절차 설명은 맞다.
  • 알루미늄·철·구리·아연 등의 중금속 이온이나 인산 이온이 방해 효과를 나타낸다는 설명도 맞다.
문제 78
비색법에 의해서 어떤 물질을 정량할 때 10mm의 셀(cell)을 사용하였을 경우 시료의 흡광도가 0.5 라 하면, 같은 시료를 20mm 셀로 사용해서 측정했다면 흡광도는?
10.25
20.5
31.0
42.0
정답 및 해설

같은 시료를 20mm 셀로 측정하면 흡광도는 1.0이 된다.

비어-람베르트 법칙에 따라 흡광도는 셀의 광로길이에 비례하므로, 셀 두께가 2배가 되면 흡광도도 2배가 된다.

따라서 0.5×2010=1.00.5\times\dfrac{20}{10}=1.0으로 계산된다.

문제 79
이온크로마토그래피의 일반적인 장치 구성순서로 옳은 것은?
1펌프 - 시료주입장치 - 용리액조 - 분리관 - 검출기 - 써프렛서
2용리액조 - 펌프 - 시료주입장치 - 분리관 - 써프렛서 - 검출기
3시료주입장치 - 펌프 - 용리액조 - 써프렛서 - 분리관 - 검출기
4분리관 - 시료주입장치 - 펌프 - 용리액조 - 검출기 - 써프렛서
정답 및 해설

이온크로마토그래프는 이동상이 흐르는 순서대로 용리액조 → 송액펌프 → 시료주입장치 → 분리관 → 서프렛서 → 검출기(→ 기록계)로 배치된다.

용리액을 펌프로 밀어 시료를 실어 보내고, 분리관에서 이온을 분리한 뒤 서프렛서로 용리액의 전기전도도를 낮춰 배경을 줄인 다음 검출기로 측정한다. 서프렛서는 반드시 분리관 뒤·검출기 앞에 온다.

문제 80
자외선/가시선분광법으로 측정한 A물질의 투과퍼센트 지시치가 25%일 때 A물질의 흡광도는?
10.25
20.50
30.60
40.82
정답 및 해설

흡광도는 투과율의 역수를 상용로그로 취한 값이므로 A=log⁡1tA=\log\dfrac{1}{t}이다.

투과율이 25 % = 0.25이므로 A=log⁡10.25=log⁡4A=\log\dfrac{1}{0.25}=\log 4로 흡광도는 약 0.60이다.

문제 81
대기환경보전법령상 배출시설의 변경신고를 하여야 하는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출시설 또는 방지시설을 임대하는 경우
2사업장의 명칭이나 대표자를 변경하는 경우
3종전의 연료보다 황함유량이 낮은 연료로 변경하는 경우
4배출시설에서 허가받은 오염물질 외의 새로운 대기오염물질이 배출되는 경우
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 제27조제1항은 원료ㆍ연료 변경을 변경신고 대상으로 정하면서도, 종전의 연료보다 황함유량이 낮은 연료로 변경하는 경우는 단서로 제외하고 있다. 오염물질 배출이 줄어드는 방향이기 때문이다.

나머지 셋은 모두 같은 조항의 변경신고 대상이다. 배출시설ㆍ방지시설 임대, 사업장 명칭이나 대표자 변경, 허가받은 오염물질 외의 새로운 대기오염물질 배출이 이에 해당한다.

문제 82
대기환경보전법령상 배출부과금 납부의무자가 납부기한 전에 배출부과금을 납부할 수 없다고 인정되어 징수를 유예하거나 그 금액을 분할납부하게 할 수 있는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출부과금이 납부의무자의 자본금을 1.5배 이상 초과하는 경우
2사업에 손실을 입어 경영상으로 심각한 위기에 처하게 된 경우
3천재지변으로 사업자의 재산에 중대한 손실이 발생한 경우
4징수유예나 분할납부가 불가피하다고 인정되는 경우
정답 및 해설

자본금과 비교하는 요건은 징수유예 사유가 아니다. 배출부과금이 자본금·출자총액을 2배 이상 초과할 때 징수유예기간을 연장하거나 분할납부 횟수를 늘려 주는 별도 규정이 있을 뿐이고(대기환경보전법 제35조의4제2항), 1.5배라는 기준은 없다.

징수유예·분할납부 사유는 천재지변 등 재해로 사업자의 재산에 중대한 손실이 발생한 경우, 사업에 손실을 입어 경영상 심각한 위기에 처한 경우, 그에 준하는 사유로 불가피하다고 인정되는 경우다.

문제 83
대기환경보전법령상 1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금에 처하는 경우에 해당하지 않는 것은?
1배출시설의 설치를 완료한 후 가동개시 신고를 하지 않고 조업한 자
2환경상의 위해가 발생하여 제조∙판매 또는 사용을 규제당한 자동차 연료∙첨가제 또는 촉매제를 제조하거나 판매한 자
3측정기기 관리대행업의 등록 또는 변경 등록을 하지 않고 측정기기 관리업무를 대행한 자
4기후에너지환경부장관에게 받은 이륜자동차정기검사 명령을 이행하지 않은 자
정답 및 해설

이륜자동차정기검사 명령을 이행하지 않은 자는 300만원 이하의 벌금 대상이다(대기환경보전법 제92조제11호). 1년 이하 징역이나 1천만원 이하 벌금에는 해당하지 않는다.

나머지 셋은 모두 제91조가 정한 1년 이하 징역이나 1천만원 이하 벌금 대상이다. 가동개시 신고 없이 조업한 자, 규제받은 자동차 연료ㆍ첨가제 또는 촉매제를 제조·판매한 자, 측정기기 관리대행업 등록·변경등록 없이 대행한 자가 여기에 든다.

문제 84
환경정책기본법령상 대기 환경기준에 해당되지 않은 항목은?
1탄화수소(HC)
2아황산가스(SO2)
3일산화탄소(CO)
4이산화질소(NO2)
정답 및 해설

「환경정책기본법 시행령」 [별표 1]의 대기 환경기준 항목은 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 미세먼지(PM-10), 초미세먼지(PM-2.5), 오존, 납, 벤젠의 8개다.

탄화수소(HC)는 이 목록에 들어 있지 않다.

문제 85
실내공기질 관리법령상 의료기관의 폼알데하이드 실내공기질 유지기준은?
110 μg/m3 이하
220 μg/m3 이하
380 μg/m3 이하
4150 μg/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 2(실내공기질 유지기준)에서 의료기관·산후조리원·노인요양시설·어린이집·실내 어린이놀이시설의 폼알데하이드 기준은 80 μg/m3 이하다.

지하역사·대합실·도서관 등 일반 다중이용시설은 100 μg/m3 이하로, 민감계층이 이용하는 시설에 더 엄격한 기준을 적용한다.

문제 86
대기환경보전법령상 2016년 1월 1일 이후 제작자동차 중 휘발유를 연료로 사용하는 최고속도 130km/h미만 이륜자동차의 배출가스 보증기간 적용기준으로 옳은 것은?
12년 또는 20000km
25년 또는 50000km
36년 또는 100000km
410년 또는 192000km
정답 및 해설

2016년 1월 1일 이후 제작된 휘발유 이륜자동차(최고속도 130km/h 미만)의 배출가스 보증기간은 2년 또는 20000km이다.

이륜자동차는 승용·화물자동차 등 다른 차종에 비해 구조가 단순하고 사용조건도 달라, 상대적으로 짧은 기간과 주행거리 기준이 적용된다.

문제 87
환경정책기본법령상 미세먼지(PM-10)의 대기 환경기준은? (단, 연간평균치 기준이다.)
110μg/m3 이하
225μg/m3 이하
330μg/m3 이하
450μg/m3 이하
정답 및 해설

환경정책기본법령상 미세먼지(PM-10)의 연간평균 대기환경기준은 50μg/m³ 이하이다.

PM-10 기준은 24시간 평균치가 이보다 높은 100μg/m³ 이하로 정해져 있어, 연간평균 기준이 더 엄격한 값으로 설정되어 있다.

문제 88
대기환경보전법령상 배출시설 설치허가를 받은 자가 대통령령으로 정하는 중요한 사항의 특정대기유해물질 배출시설을 증설하고자 하는 경우 배출시설 변경허가를 받아야 하는 시설의 규모기준은?(단, 배출시설의 규모의 합계나 누계는 배출구별로 산정한다.)
1배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 5이상 증설
2배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 30이상 증설
3배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 20이상 증설
4배출시설 규모의 합계나 누계의 100분의 50이상 증설
정답 및 해설

배출시설 변경허가 대상은 원칙적으로 규모의 합계나 누계의 100분의 50 이상 증설이지만, 특정대기유해물질 배출시설은 100분의 30 이상 증설하면 변경허가를 받아야 한다(대기환경보전법 시행령 제11조제2항).

이때 규모의 합계나 누계는 배출구별로 산정한다.

문제 89
대기환경보전법상 사업자는 조업을 할 때에는 기후에너지환경부령으로 정하는 바에 따라 배출시설과 방지시설의 운영에 관한 상황을 사실대로 기록하여 보존하여야 하나 이를 위반하여 배출시설 등의 운영상황을 기록 · 보존하지 아니하거나 거짓으로 기록한 자에 대한 과태료 부과기준으로 옳은 것은?
11000만원 이하의 과태료
2500만원 이하의 과태료
3300만원 이하의 과태료
4200만원 이하의 과태료
정답 및 해설

배출시설과 방지시설의 운영상황을 기록·보존하지 않거나 거짓으로 기록한 자에게는 300만원 이하의 과태료가 부과된다.

이는 사업자가 조업 중 운영상황을 사실대로 남겨야 하는 의무를 다하지 않은 데 대한 제재로, 대기환경보전법상 과태료 부과 대상 위반행위에 해당한다.

문제 90
대기환경보전법령상 황함유량이 1.2%인 연료를 연소하여 황산화물을 배출하는 시설의 기본부과금 농도별 부과계수는? (단, 대기환경보전법 제39조에 따른 측정 결과가 없는 시설이며, 황산화물의 배출량을 줄이기 위하여 방지시설을 설치한 경우와 생산공정상 황산화물의 배출량이 줄어든다고 인정하는 경우는 제외한다.)
10.15
20.2
30.4
41.0
정답 및 해설

황함유량 1.2%인 연료를 연소하는 시설의 농도별 부과계수는 1.0이다.

측정 결과가 없는 시설 중 연료를 연소하여 황산화물을 배출하는 시설은 연료의 황함유량 구간에 따라 부과계수를 정한다. 0.5% 이하 0.2, 1.0% 이하 0.4, 1.0% 초과 1.0이므로 1.2%는 1.0% 초과 구간에 해당한다.

나머지 값은 다른 구간·시설의 계수이다.

  • 0.2와 0.4는 각각 황함유량 0.5% 이하, 1.0% 이하 구간의 계수이다.
  • 0.15는 연료 연소 이외의 황산화물 배출시설, 먼지 배출시설 및 질소산화물 배출시설(측정 결과 없음)에 적용하는 계수이다.
문제 91
대기환경보전법령상 대기오염방지시설에 해당하지 않는 것은?
1흡착에 의한 시설
2응집에 의한 시설
3응축에 의한 시설
4촉매반응을 이용하는 시설
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 [별표 4] 대기오염방지시설에는 각종 집진시설과 함께 흡수·흡착·직접연소·촉매반응·응축·산화환원에 의한 시설, 미생물을 이용한 처리시설, 연소조절에 의한 시설이 열거되어 있다.

응집에 의한 시설은 수처리에서 쓰는 방식이라 대기오염방지시설 목록에 없다.

문제 92
악취방지법상 악취배출시설 설치자가 기후에너지환경부령으로 정하는 사항을 변경하려는 경우 변경신고를 해야 하는데 이 변경신고를 하지 아니한 경우 과태료 부과기준으로 옳은 것은?
150만원 이하의 과태료
2100만원 이하의 과태료
3200만원 이하의 과태료
4500만원 이하의 과태료
정답 및 해설

악취방지법 제30조제2항은 악취배출시설 설치신고 사항의 변경신고를 하지 아니하거나 거짓으로 변경신고를 한 자에게 100만원 이하의 과태료를 부과하도록 규정한다.

200만원 이하의 과태료는 조치명령 불이행, 기술진단 미실시 등 더 무거운 위반에 적용된다.

문제 93
대기환경보전법상 자동차 배출가스로 인한 대기오염을 줄이기 위해 자동차의 원동기를 가동한 상태로 주차하거나 정차하는 행위를 제한할 수 있는 곳으로 가장 거리가 먼 것은?
1터미널
2차고지
3주차장
4도로
정답 및 해설

대기환경보전법상 원동기 가동제한을 명할 수 있는 지정 장소는 터미널·차고지·주차장 등이며, 도로는 이러한 장소에 해당하지 않는다.

터미널, 차고지, 주차장은 자동차가 장시간 정차하며 공회전이 이루어지기 쉬운 대표적인 장소로, 법령상 공회전 제한 지정 대상이 된다.

문제 94
대기환경보전법상 국가가 자동차로 인한 대기오염을 줄이기 위하여 기술개발 또는 제작에 필요한 재정적,기술적 지원을 할 수 있는 시설 또는 장치로 가장 거리가 먼 것은?
1저공해자동차 및 그 자동차에 연료를 공급하기 위한 시설
2저소음형머플러
3저공해엔진
4배출가스 저감장치
정답 및 해설

저소음형머플러는 소음을 줄이기 위한 장치로, 대기오염 저감을 위한 국가 지원 대상과는 거리가 멀다.

  • 저공해자동차 및 그 연료공급시설은 저공해차 보급을 위한 지원 대상에 해당한다.
  • 저공해엔진은 배출가스를 줄이기 위한 엔진 개조·교체 지원 대상에 해당한다.
  • 배출가스저감장치는 기존 차량에 부착해 오염물질 배출을 줄이는 대표적인 지원 대상 장치이다.
문제 95
대기환경보전법령상 기관출력이 130kW 초과인 선박의 질소산화물 배출기준(g/kWh)은? (단, 정격 기관속도 n(크랭크샤프트의 분당 속도)이 130rpm 미만이며 2011년 1월 1일 이후에 건조한 선박의 경우이다.)
117 이하
244.0×n(-0.23) 이하
37.7 이하
414.4 이하
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 별표 35(선박의 배출허용기준)에서 기관 출력 130kW 초과ㆍ정격 기관속도 n이 130rpm 미만인 경우 질소산화물 기준은 기준 1이 17 이하, 기준 2가 14.4 이하, 기준 3이 3.4 이하다.

비고에서 기준 2는 2011년 1월 1일 이후에 건조된 선박에 적용하도록 하고 있으므로 14.4g/kWh 이하가 답이다.

문제 96
악취방지법령상 지정악취물질에 해당하지 않는 것은?
1염화수소
2메틸에틸케톤
3프로피온산
4뷰틸아세테이트
정답 및 해설

염화수소는 악취방지법령상 정한 지정악취물질 목록에 포함되어 있지 않다.

  • 메틸에틸케톤은 지정악취물질 목록에 포함된 케톤류 물질이다.
  • 프로피온산은 지정악취물질 목록에 포함된 산류 물질이다.
  • 뷰틸아세테이트도 지정악취물질 목록에 포함된 에스터류 물질이다.
문제 97
아황산가스의 연간 환경기준과 24시간 환경기준이 알맞게 짝지어진 것은?
10.02ppm 이하, 0.03ppm 이하
20.02ppm 이하, 0.05ppm 이하
30.03ppm 이하, 0.06ppm 이하
40.03ppm 이하, 0.08ppm 이하
정답 및 해설

아황산가스의 대기환경기준은 연간평균 0.02ppm 이하, 24시간평균 0.05ppm 이하로 정해져 있다.

측정 기간이 길어질수록 일시적인 고농도 값이 평균에 희석되므로, 연간 기준이 24시간 기준보다 더 낮은 값으로 설정되어 있다.

문제 98
대기환경보전법령상 기본부과금 산정기준 중 “수산자원보호구역”의 지역별 부과계수는? (단, 지역구분은 국토의 계획 및 이용에 관한 법률에 의한다.)
10.5
21.0
31.5
42.0
정답 및 해설

「국토의 계획 및 이용에 관한 법률」에 따른 수산자원보호구역은 공업지역·개발진흥지구·산업단지 등과 함께 Ⅱ지역으로 분류되고, 대기환경보전법 시행령 [별표 7] 기본부과금의 지역별 부과계수에서 Ⅱ지역의 계수는 0.5다.

같은 별표에서 주거지역·상업지역·취락지구 등 Ⅰ지역은 1.5, 녹지·관리·농림·자연환경보전지역 등 Ⅲ지역은 1.0이다.

문제 99
대기환경보전법령상 측정기기의 부착·운영 등과 관련된 행정처분기준 중 사업자가 부착한 굴뚝 자동측정기기의 측정자료를 관제센터로 전송하지 아니한 경우 각 위반 차수별(1차~4차) 행정처분기준으로 옳은 것은?
1경고-조치명령-조업정지10일-조업정지30일
2조업정지10일-조업정지30일-경고-허가취소
3조업정지10일-조업정지30일-조치이행명령-사용중지
4개선명령-조업정지30일-사용중지-허가취소
정답 및 해설

굴뚝 원격감시체계 관제센터에 측정자료를 전송하지 않은 경우의 행정처분은 1차 경고, 2차 조치명령, 3차 조업정지 10일, 4차 조업정지 30일이다(대기환경보전법 시행규칙 [별표 36]).

굴뚝 자동측정기기를 대기오염공정시험기준에 부합하지 않게 운영한 경우도 같은 차수별 기준이 적용된다.

문제 100
실내공기질 관리법규상 노인요양시설 내부의 쾌적한 공기질을 유지하기 위한 실내공기질 유지기준이 설정된 오염물질이 아닌 것은?
1미세먼지(PM-10)
2폼알데하이드
3아산화질소
4총부유세균
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 별표 2에서 노인요양시설에 적용되는 유지기준 항목은 미세먼지(PM-10)·초미세먼지(PM-2.5)·이산화탄소·폼알데하이드·총부유세균·일산화탄소 여섯 가지이며, 아산화질소는 들어 있지 않다.

이름이 비슷한 이산화질소는 유지기준이 아니라 라돈·총휘발성유기화합물·곰팡이와 함께 권고기준 항목이라는 점도 함께 정리해 둘 필요가 있다.