[대기환경기사 필기] 23년 4회차
대기환경기사 필기 기출문제

23년 4회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

23년 4회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
대기 중에 부유하는 중금속에 관한 설명으로 알맞지 않는 것은?
1수은은 증기 또는 먼지의 형태로 대기 중에 배출되고 미량으로도 인체에 영향을 미치며 널리 알려진 것은 미나마타병이다.
2카드뮴은 주로 산화카드뮴이나 황산카드뮴으로 존재하고 아연정련, 카드뮴축전지, 전기도금, 살충제 제조공장 등에서 발생한다.
3납은 주로 대기중에 미세 입자로 존재하고 골수의 신경기능장해로 파킨스병을 유발하며, 방부제나 형광등 제조 공장에서 대부분이 발생된다.
4크롬은 피혁공업, 염색공업, 시멘트제조업 등에서 발생 되며 호흡기 또는 피부를 통하여 체내로 유입된다.
정답 및 해설

납 중독으로 알려진 신경계 질환은 파킨슨병이 아니라 빈혈, 말초신경장해, 뇌증 등이며, 파킨슨병과 유사한 증상은 오히려 망간 중독의 특징으로 알려져 있다.

납은 자동차 배기가스나 축전지·안료 제조 등에서 주로 배출되며, 방부제나 형광등 제조가 대부분을 차지한다고 보기는 어렵다.

  • 수은은 미량으로도 인체에 영향을 미치며 미나마타병의 원인 물질로 알려져 있다.
  • 카드뮴은 아연정련, 축전지, 도금, 살충제 제조 공정에서 발생하는 것으로 알려져 있다.
  • 크롬은 피혁·염색·시멘트 공업에서 발생해 호흡기나 피부로 체내에 유입된다.
문제 2
대기오염에서의 ppm은 부피당 부피(V/V)와 무게당 무게(W/W)가 이용된다. 이산화질소 1.O V/V ppm에 상당하는 W/W ppm은? (단, 0℃, 1기압을 기준으로 한다.)
10.91
21.08
31.26
41.58
정답 및 해설

이산화질소 1.0ppm(V/V)에 해당하는 질량 기준 농도는 약 1.58ppm(W/W)이다.

부피비 농도는 몰분율과 같으므로, 이를 질량비로 바꾸려면 오염물질의 분자량을 공기의 평균분자량으로 나누어 곱하면 된다.

1.0×4629≈1.581.0 \times \dfrac{46}{29} \approx 1.58

이산화질소의 분자량(46)이 공기 평균분자량(29)보다 크기 때문에 질량 기준 값이 부피 기준 값보다 커진다.

문제 3
온실효과 및 지구 온난화에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1지구온난화지수(GWP)는 SF6 가 HFCs 에 비해 크다.
2대기의 온실효과는 실제 온실에서의 보온작용과 같은 원리이다.
3온실효과에 대한 기여도는 N2O > CFC 11 & 12 이다.
4북반구에서의 계절별 CO2 농도경향은 봄·여름이 가을·겨울철보다 높은 편이다.
정답 및 해설

SF6의 지구온난화지수(GWP)는 HFCs류보다 커서, 대표적인 고효율 온실가스로 꼽힌다.

  • 대기의 온실효과는 실제 온실의 보온 원리와는 작동 메커니즘이 다르다.
  • 온실효과 기여도는 일반적으로 CFC 11·12가 N2O보다 큰 것으로 알려져 있다.
  • 북반구 대기 중 CO2 농도는 광합성이 활발한 봄·여름철에 낮고 가을·겨울철에 높아지는 경향을 보인다.
문제 4
대기압력이 990mb인 높이에서의 온도가 22℃였다. 온위는 얼마인가?
1275.63K
2280.63K
3256.46K
4295.86K
정답 및 해설

온위는 임의 고도의 기온을 기준기압(1000mb)까지 단열적으로 이동시켰을 때의 온도로, θ=T(1000P)0.286\theta = T \left(\dfrac{1000}{P}\right)^{0.286} 로 구한다.

주어진 온도 22℃는 절대온도로 295K이고 기압은 990mb이므로, 이를 대입한다.

θ=295×(1000990)0.286≈295×1.00288\theta = 295 \times \left(\dfrac{1000}{990}\right)^{0.286} \approx 295 \times 1.00288

따라서 온위는 약 295.86K로 계산된다.

문제 5
유효굴뚝 높이 100m의 굴뚝으로부터 배출되는 아황산가스가 지상 최고농도를 나타내는 지점은? (단, Cz= 0.07, 대기안정도 계수 n= 0.25, Sutton식 적용)
1약 4000m
2약 5000m
3약 6000m
4약 7000m
정답 및 해설

Sutton식에 의한 최대 지상농도 발생 거리는 유효굴뚝높이와 확산계수, 안정도 계수로 정해지며, 계산 결과 약 4000m 지점에서 나타난다.

최대착지거리는 Xmax=(HeCz)22−nX_{max} = \left(\dfrac{H_e}{C_z}\right)^{\frac{2}{2-n}} 로 구한다.

유효굴뚝높이 100m, Cz=0.07, n=0.25를 대입하면 Xmax=(1000.07)1.143≈1428.61.143X_{max} = \left(\dfrac{100}{0.07}\right)^{1.143} \approx 1428.6^{1.143} 이다.

이를 계산하면 약 4030m로, 선택지 중 4000m 근처 값에 해당한다.

문제 6
다음 중 대기 중에서 태양광선을 받아 광화학반응을 일으켜 생성되는 2차 오염물질에 해당하지 않는 것은?
1CH3ONO2
2O3
3H2O2
4C3H8
정답 및 해설

프로판(C3H8)은 연료로 대기 중에 직접 배출되는 1차 오염물질로, 광화학반응으로 새로 생성되는 물질이 아니다.

  • 질산메틸(CH3ONO2)은 질소산화물과 탄화수소의 광화학반응으로 만들어지는 유기질산염 계열의 2차 오염물질이다.
  • 오존(O3)은 질소산화물과 탄화수소가 자외선을 받아 생성되는 대표적 2차 오염물질이다.
  • 과산화수소(H2O2)도 광화학 스모그 과정에서 생성되는 산화성 2차 오염물질이다.
문제 7
대기와 해양의 상호작용에 해당되는 엘니뇨와 라니냐에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1엘니뇨와 상대적인 현상으로 라니냐는 무역풍이 상대적으로 약화되어 서태평양의 온도가 감소된다.
2대기와 해양의 상호작용으로 열대 동태평양에서 중태평양에 걸친 광범위한 구역에서 해수면의 온도 상승을 엘니뇨라 한다.
3엘니뇨와 라니냐는 서로 독립적인 현상이 아니라, 반대 위상을 가지는 자연계의 진동현상이라 할 수 있다.
4엘니뇨 시기에는 서태평양의 기압이 높아지고 남태평양의 기압이 내려가는 남방진동이 나타난다.
정답 및 해설

라니냐 시기에는 무역풍이 강화되어 따뜻한 표층수가 서태평양 쪽으로 더 몰리면서 서태평양의 수온이 오히려 상승하므로, 무역풍 약화와 서태평양 수온 감소를 함께 서술한 것은 실제 현상과 반대된다.

엘니뇨는 열대 동태평양에서 중태평양에 걸쳐 해수면 온도가 상승하는 현상으로, 라니냐와는 반대 위상을 가지는 하나의 진동 현상으로 이해된다.

엘니뇨 시기에는 서태평양과 동태평양 사이의 기압 배치가 평상시와 반대로 바뀌는 남방진동이 함께 나타난다.

문제 8
지상 10m에서의 풍속이 2.5m/sec라면 50m에서의 풍속은? (단,Deacon의 power law인용, 대기안정도에 따른 P=0.5 )
14.1m/sec
25.6m/sec
36.2m/sec
47.8m/sec
정답 및 해설

Deacon의 지수법칙을 적용하면 지상 50m 높이의 풍속은 약 5.6m/sec로 계산된다.

풍속은 U2=U1(Z2Z1)PU_2 = U_1 \left(\dfrac{Z_2}{Z_1}\right)^{P} 로 구하며, 여기서 P는 대기안정도에 따른 지수이다.

지상 10m 풍속 2.5m/sec, 지수 0.5를 대입하면 U2=2.5×(5010)0.5=2.5×2.236U_2 = 2.5 \times \left(\dfrac{50}{10}\right)^{0.5} = 2.5 \times 2.236 이다.

따라서 50m 높이의 풍속은 약 5.6m/sec이다.

문제 9
1984년 인도 중부지방의 보팔시에서 발생한 대기오염사건의 원인물질은?
1SOx
2H2S
3CH3CNO
4COCl2
정답 및 해설

1984년 인도 보팔 사고의 원인물질은 살충제 원료인 메틸아이소사이아네이트(MIC)로, 저장탱크에 물이 유입되며 급격히 반응해 대량 누출되었다.

SOx는 뮤즈계곡ㆍ도노라ㆍ런던 스모그 사건의 원인물질이고, COCl2(포스겐)는 화학전 독가스로 알려진 물질이다.

문제 10
시정거리에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은? (단, 입자 산란에 의해서만 빛이 감쇠되고, 입자상 물질은 모두 같은 크기의 구형태로 분포하고 있다고 가정한다.)
1시정거리는 대기 중 입자의 산란계수에 비례한다.
2시정거리는 대기 중 입자의 농도에 반비례한다.
3시정거리는 대기 중 입자의 밀도에 비례한다.
4시정거리는 대기 중 입자의 직경에 비례한다.
정답 및 해설

시정거리는 Lv=5.2 ρ rK CL_v=\dfrac{5.2\,\rho\, r}{K\, C}로 주어져 산란계수 K에 반비례한다. 산란이 클수록 시정은 나빠지므로 "비례"는 성립할 수 없다.

같은 식에서 입자 밀도 ρ와 반경(직경)에는 비례하고, 입자 농도 C에는 반비례한다.

문제 11
대기오염모델 중 수용모델의 특징에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1측정자료를 입력자료로 사용하므로 시나리오 작성이 용이하여 미래예측이 쉽다.
2입자상 및 가스상 물질, 가시도 문제 등 환경전반에 응용할 수 있다.
3지형, 기상학적 정보가 없는 경우도 사용이 가능하다.
4수용체 입장에서 영향평가가 현실적으로 이루어질 수 있다.
정답 및 해설

수용모델은 측정자료를 근거로 이미 발생한 오염 상황을 해석하는 방법이어서, 미래 시나리오 예측에는 취약하다는 한계가 확산모델과 대비되는 특징으로 꼽힌다.

  • 입자상·가스상 물질은 물론 가시도 저하 문제까지 폭넓게 응용할 수 있다.
  • 지형이나 기상학적 정보가 없어도 측정자료만으로 적용할 수 있다.
  • 오염원보다 수용체 입장에서 현실적인 영향평가가 가능하다.
문제 12
굴뚝 높이 상하층에서 각각 침강역전과 복사역전이 동시에 발생되는 경우의 연기 형태는?
1환상형(Looping)
2원추형(Coning)
3훈증형(Fumigation)
4구속형(trapping)
정답 및 해설

굴뚝 높이보다 아래층은 복사역전, 위층은 침강역전이 동시에 존재하면 연기가 두 역전층 사이에 갇혀 확산되는 구속형(Trapping) 형태가 된다.

환상형은 대기가 불안정할 때, 원추형은 중립에 가까운 조건일 때, 훈증형은 지표 부근이 불안정하고 그 위에 역전층이 있을 때 나타나는 형태로 이번 조건과는 다르다.

문제 13
고도가 높아짐에 따라 기온이 급격히 떨어져 대기가 불안정하고 난류가 심할 때, 연기의 확산 형태는?
1상승형(lofting)
2환상형(looping)
3부채형(fanning)
4훈중형(fumigation)
정답 및 해설

고도에 따라 기온이 급격히 떨어지는 상태는 과단열감률(강한 불안정)이며, 이때 연기는 상하로 크게 요동치는 환상형(looping)을 그린다. 맑고 바람이 약한 한낮에 잘 나타난다.

부채형은 역전층 속 안정 상태, 상승형은 하층 안정ㆍ상층 불안정, 훈증형은 하층 불안정ㆍ상층 안정일 때 나타난다.

문제 14
다음 중 불화수소(HF)의 주료 배출관련 업종으로 가장 적합한 것은?
1가스공업, 펄프공업
2도금공업, 플라스틱공업
3염료공업, 냉동공업
4화학비료공업, 알루미늄공업
정답 및 해설

불화수소(HF)는 인광석 등을 원료로 쓰는 화학비료공업과 빙정석을 이용해 산화알루미늄을 전해환원하는 알루미늄공업에서 주로 배출된다.

가스·펄프공업은 주로 황화합물, 도금·플라스틱공업은 시안화물이나 염화수소 계열, 염료·냉동공업은 각각 다른 유기성·냉매성 오염물질과 관련이 깊어 HF의 주 배출원과는 거리가 있다.

문제 15
굴뚝연기의 모양 중 원추형에 관한 설명으로 알맞는 것은?
1대기안정도가 불안정한 조건에서 발생된다.
2복사역전층 내에 배출원이 존재할 때 발생한다.
3굴뚝 배출원에 의한 지표오염도가 가장 높은 plume 형태이다.
4구름이 많이 낀 날에 주로 관찰된다.
정답 및 해설

원추형(Coning)은 대기안정도가 중립에 가까운 조건에서 나타나며, 구름이 많이 낀 날씨처럼 강한 일사나 복사냉각이 없을 때 주로 관찰된다.

대기가 불안정할 때는 환상형이, 복사역전층 내에 배출원이 있을 때는 부채형이, 지표오염도가 가장 높게 나타나는 형태는 훈증형이므로 각각 원추형과는 구분된다.

문제 16
다음 식물 중 아황산가스에 대한 저항력이 가장 큰 것은?
1까치밤나무
2포도
3단풍
4등나무
정답 및 해설

까치밥나무는 아황산가스에 대한 저항력이 큰 식물로 분류된다.

반면 포도·단풍·등나무는 모두 아황산가스에 민감한 편이어서 비교적 낮은 농도에서도 잎맥 사이가 표백되는 피해가 나타난다.

문제 17
상자모델이론을 전개하기 위하여 설정된 가정이 아닌 것은?
1고려된 공간에서 오염물의 농도는 균일하다.
2오염물은 지면의 한 지점에서 일정하게 배출된다.
3고려되는 공간의 수직단면에 직각방향으로 부는 바람의 속도가 일정하여 환기량이 일정하다.
4오염물의 분해는 일차반응에 의한다.
정답 및 해설

상자모델은 오염물이 지표면 전역에서 고르게(면오염원 형태로) 배출된다고 가정하므로, 오염물이 지면의 한 지점에서 배출된다는 서술은 상자모델의 가정과 맞지 않는다.

  • 상자 내부의 오염물 농도는 어디서나 균일하다고 가정한다.
  • 상자 수직단면에 직각으로 부는 바람의 속도가 일정해 환기량이 일정하다고 가정한다.
  • 오염물의 분해는 1차반응을 따른다고 가정한다.
문제 18
대기오염물의 분산과정에서 최대 혼합깊이(Maximum mixing depth)를 가장 적합하게 표현한 것은?
1열부상 효과에 의한 대류혼합층의 높이
2풍향에 의한 대류혼합층의 높이
3기압의 변화에 의한 대류혼합층의 높이
4오염물간 화학반응에 의한 대류혼합층의 높이
정답 및 해설

최대혼합깊이(MMD)는 지표가 데워져 생긴 열부상 대류가 도달하는 혼합층의 높이로, 오염물질이 연직으로 섞일 수 있는 범위를 뜻한다.

대류로 정해지는 값이므로 보통 오후에 가장 크고 새벽에 가장 작으며, MMD가 작을수록 오염물질이 갇혀 농도가 높아진다.

문제 19
다음 중 지구 온나화를 일으키는 온실가스와 가장 거리가 먼 것은?
1CO2
2CO
3CH4
4N2O
정답 및 해설

일산화탄소(CO)는 대기 중 반응성이 높아 다른 오염물질의 산화 과정에 관여하지만, 교토의정서 등이 규정하는 대표 온실가스 목록에는 포함되지 않는다.

이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O)는 모두 적외선을 흡수해 지구 온난화에 직접 기여하는 대표적 온실가스로 분류된다.

문제 20
따뜻한 공기가 찬 지표면이나 수면 위를 불어갈 때 따뜻한 공기의 하층이 찬 지표면 수면에 의해 냉각되어 발생하는 역전의 형태는?
1접지역전
2침강역전
3전선역전
4해풍역전
정답 및 해설

따뜻한 공기가 찬 지표면·수면 위로 이류하면서 아래쪽부터 냉각되어 생기는 역전이 접지역전(이류형 접지역전)이다.

침강역전은 고기압권에서 공기가 하강·단열압축되어 상층에 생기는 공중역전이고, 전선역전은 찬 기단 위로 따뜻한 기단이 올라탈 때 전선면을 따라 생긴다.

문제 21
프로판(C3H8) 1Sm3을 완전연소 시켰을 때 건조연소가스 중의 CO2 농도는 11%이었다. 공기비는 약 얼마인가?
11.05
21.15
31.23
41.39
정답 및 해설

C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}이므로 A0=5/0.21=23.81A_0=5/0.21=23.81이고 생성 CO₂는 3 Sm³이다.

건조배출가스량은 Gd=mA0−5+3=23.81m−2G_d=mA_0-5+3=23.81m-2이고 CO₂ 농도가 11 %이므로
323.81m−2=0.11\dfrac{3}{23.81m-2}=0.11

정리하면 m=3/0.11+223.81m=\dfrac{3/0.11+2}{23.81}로 공기비는 약 1.23이다.

문제 22
부탄(C4H10) 몇 kg을 완전연소하면 이론적 필요한 공기량이 775kg-air이 되겠는가?
1약 45kg 부탄
2약 50kg 부탄
3약 55kg 부탄
4약 60kg 부탄
정답 및 해설

부탄(C4H10)을 완전연소할 때 이론공기량이 775kg에 이르려면 약 50kg의 부탄이 필요하다.

연소반응식은 C4H10+6.5O2→4CO2+5H2OC_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O 이며, 부탄 1kg당 필요한 산소량은 6.5×3258≈3.586 kg\dfrac{6.5 \times 32}{58} \approx 3.586\ \mathrm{kg} 이다.

공기 중 산소의 질량비를 약 23.2%로 보면 부탄 1kg당 이론공기량은 3.5860.232≈15.46 kg\dfrac{3.586}{0.232} \approx 15.46\ \mathrm{kg} 이다.

따라서 필요한 부탄의 양은 77515.46≈50 kg\dfrac{775}{15.46} \approx 50\ \mathrm{kg} 으로 계산된다.

문제 23
굴뚝내의 배기가스의 평균온도는 127℃, 외부대기의 온도는 27℃이다. 이 때 통풍력을 30mmH2O로 하려면 굴뚝의 높이는 얼마로 해야 하나? (단, 연소가스와 공기의 표준상태에서의 비중량은 1.3kg/Sm3이고, 굴뚝내의 압력손실은 무시한다.)
1약 67 m
2약 84 m
3약 93 m
4약 101 m
정답 및 해설

통풍력 30mmH2O를 얻으려면 굴뚝 높이가 약 101m가 되어야 한다.

통풍력은 Z=273×H×γ×(1273+ta−1273+tg)Z = 273 \times H \times \gamma \times \left(\dfrac{1}{273+t_a} - \dfrac{1}{273+t_g}\right) 로 구하며, ta는 외기온도, tg는 배기가스온도, γ는 표준상태 비중량이다.

외기 27℃, 배기가스 127℃, 비중량 1.3kg/Sm3을 대입하면 Z=273×1.3×H×(1300−1400)≈0.2958HZ = 273 \times 1.3 \times H \times \left(\dfrac{1}{300} - \dfrac{1}{400}\right) \approx 0.2958H 이다.

이를 30mmH2O로 놓고 풀면 H=300.2958≈101 mH = \dfrac{30}{0.2958} \approx 101\ \mathrm{m} 가 된다.

문제 24
다음 중 기체연료의 연소방법으로서 역화 위험이 가장 큰 것은?
1확산연소
2부유연소
3난류연소
4예혼합연소
정답 및 해설

예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞은 뒤 연소시키는 방식이어서, 혼합기의 유속이 화염전파속도보다 느려지면 불꽃이 버너 안쪽으로 역류하는 역화가 발생하기 쉽다.

확산연소나 부유연소, 난류연소는 연료와 공기가 연소 직전에 혼합되거나 확산되며 타는 방식이어서 예혼합연소에 비해 역화 위험이 상대적으로 낮다.

문제 25
다음 주요 기체연료 중 일반적으로 발열량이 가장 큰 것은? (단, 발열량단위 : kcal/Sm3)
1발생로가스
2고로가스
3수성가스
4아세틸렌
정답 및 해설

같은 부피(Sm3) 기준으로 비교하면 아세틸렌은 연소열이 매우 커서 발생로가스·고로가스·수성가스 같은 저열량 가스연료보다 발열량이 월등히 크다.

발생로가스와 고로가스는 불연성 성분(질소, 이산화탄소 등)의 비율이 높아 단위 부피당 발열량이 낮은 편이고, 수소·일산화탄소가 주성분인 수성가스도 아세틸렌에는 미치지 못한다.

문제 26
연소에 관한 용어 설명으로 옳지 않은 것은?
1유동점은 저온에서 중유를 취급할 경우의 난이도를 나타내는 척도가 될 수 있다.
2인화점은 액체연료의 표면에 인위적으로 불씨를 가했을 때 연소하기 시작하는 최저온도이다.
3발열량은 연료가 완전연소 할 때 단위중량 혹은 단위부피당 발생하는 열량으로 잠열을 포함하는 저발열량과 포함하지 않는 고발열량으로 구분된다.
4발화점은 공기가 충분한 상태에서 연료를 일정온도 이상으로 가열했을 때 외부에서 점화하지 않더라도 연료 자신의 연소열에 의해 연소가 일어나는 최저온도이다.
정답 및 해설

발열량 설명에서 고·저발열량이 뒤바뀌었다. 수증기 잠열을 포함하는 쪽이 고발열량이고, 잠열을 빼고 남은 것이 저발열량이다.

나머지는 맞다. 유동점은 저온에서 중유를 다루기 쉬운 정도를 나타내고, 인화점은 불씨를 댔을 때 타기 시작하는 최저온도, 발화점은 점화원 없이 스스로 타기 시작하는 최저온도다.

문제 27
액체연료 연소장치 중 건타입(Gun type)버너에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1유압은 보통 7kg/cm2 이상 이다.
2연소가 양호하고 전자동 연소가 가능하다.
3형식은 유압식과 공기분무식을 합한 것이다.
4유량조절 범위가 넓어 대형 연소에 사용한다.
정답 및 해설

건타입 버너는 유량조절 범위가 좁아 가정용 온수보일러 같은 소용량에 쓰인다. "유량조절 범위가 넓어 대형 연소에 사용한다"는 서술이 잘못됐다.

유압식과 공기분무식을 합한 형식으로 유압 7kg/cm2 이상에서 분무하며, 송풍기와 점화장치가 일체형이라 전자동 연소가 가능하고 연소상태가 양호하다.

문제 28
르샤틀리에가 주장한 열역학적인 평형이동에 관한 원리를 가장 적합하게 설명한 것은?
1평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화를 감소시키는 방향으로 반응이 진행된다.
2평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화를 증가시키는 방향으로 평형이동이 진행된다.
3평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화는 도중의 경로에 관계하지 않고 시작과 끝 상태만으로 결정된다.
4평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화는 압력에는 무관하고, 온도변화를 감소시키는 방향으로 반응이 진행된다.
정답 및 해설

르샤틀리에의 원리는 평형상태의 물질계에 온도나 압력 변화를 주면, 계가 그 변화를 줄이는(상쇄하는) 방향으로 반응이 진행되어 새로운 평형에 도달한다는 원리이다.

  • 변화를 오히려 증가시키는 방향으로 진행된다는 서술은 실제 원리와 반대된다.
  • 변화가 경로에 무관하고 시작과 끝 상태로만 결정된다는 서술은 헤스의 법칙에 해당하는 내용이다.
  • 압력과는 무관하다는 서술은 옳지 않으며, 르샤틀리에 원리는 온도와 압력 변화 모두에 적용된다.
문제 29
저위발열량이 4900kcal/Sm3인 가스연료의 이론연소온도(℃)는? (단, 이론연소가스량: 10Sm3/Sm3, 기준온도: 15℃, 연료연소가스의 평균정압비열: 0.35kcal/Sm3ㆍ℃, 공기는 예열되지 않으며, 연소가스는 해리되지 않는 것으로 한다.)
11015
21215
31415
41615
정답 및 해설

이론연소온도는 저위발열량이 모두 연소가스를 데우는 데 쓰인다고 보고 구한다.
t=HlG×Cp+t0t=\dfrac{H_l}{G\times C_p}+t_0

주어진 값을 대입하면
t=490010×0.35+15=1400+15=1415 ∘Ct=\dfrac{4900}{10\times0.35}+15=1400+15=1415\,^{\circ}\mathrm{C}

문제 30
연료 연소 시 공연비(AFR)가 이론량보다 작을 때 나타나는 현상으로 가장 적합한 것은?
1완전연소로 연소실 내의 열손실이 작아진다.
2배출가스 중 일산화탄소의 양이 많아진다.
3연소실벽에 미연탄화물 부착이 줄어든다.
4연소효율이 증가하여 배출가스의 온도가 불규칙하게 증가 및 감소를 반복한다.
정답 및 해설

공연비가 이론값보다 작다는 것은 연료에 비해 공기가 부족하다는 뜻이므로 불완전연소가 일어난다.

그 결과 일산화탄소와 매연·미연탄화물이 늘고 연소효율은 떨어진다. 미연분이 연소실 벽에 더 많이 달라붙고 열손실도 커진다.

문제 31
화염으로부터 열을 받으면 가연성 증기가 발생하는 연로로써, 휘발유, 등유, 알콜, 벤젠 등의 액체연료의 연소형태는?
1증발연소
2자기연소
3표면연소
4발화연소
정답 및 해설

증발연소는 액체연료가 화염의 열을 받아 표면에서 가연성 증기로 기화되고, 그 증기가 공기와 섞여 타는 연소형태로 휘발유·등유·알코올·벤젠 등이 여기에 해당한다.

자기연소는 물질 자체에 산소를 포함해 공기 중 산소 없이도 타는 형태, 표면연소는 코크스나 숯처럼 고체 표면에서 불꽃 없이 타는 형태로, 액체연료의 일반적 연소방식과는 다르다.

문제 32
미분탄 연소에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1부하변동에 쉽게 적용할 수 있으므로 대형과 대용량 설비에 적합하다.
2노벽 및 전열면에 쌓이는 재를 최소화시킬 수 있으며 화격자 연소에 비하여 공기비는 동일 수준이다.
3연소제어가 용이하고, 점화 및 소화시 손실이 적은 편이다.
4스토커연소에 비해 공기와의 접촉 및 열전달도 좋아지므로 작은 공기비로 완전연소가 가능한 편이다.
정답 및 해설

미분탄연소는 연료와 공기의 접촉이 좋아 화격자(스토커) 연소보다 공기비를 낮게 유지하면서도 완전연소가 가능한 방식이어서, 화격자 연소와 공기비가 동일 수준이라는 서술은 옳지 않다.

  • 부하변동 대응이 쉬워 대형·대용량 설비에 적합하다.
  • 연소제어가 용이하고 점화·소화 시 손실이 적은 편이다.
  • 스토커 연소보다 공기와의 접촉과 열전달이 좋아 작은 공기비로도 완전연소가 가능하다.
문제 33
다음중 자기 착화온도가 가장 낮은 연료는?
1코크스
2메탄
3일산화탄소
4목탄
정답 및 해설

목탄(숯)은 다공질 구조로 산소와의 접촉면적이 넓고 축열이 잘 되어, 메탄·일산화탄소·코크스 등 다른 연료보다 자연발화(자기착화) 온도가 낮은 편이어서 저장 중 자연발화 사고가 자주 보고된다.

메탄이나 일산화탄소 같은 가연성 가스는 상온에서 안정적이어서 착화를 위해 상대적으로 높은 온도가 필요하고, 코크스도 목탄보다 치밀한 구조여서 자연발화온도가 더 높은 편이다.

문제 34
메탄올 2.0kg을 완전 연소하는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
12.5
25.0
37.5
410.0
정답 및 해설

메탄올의 연소반응은 CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_3OH}+1.5\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}이고 분자량은 32이다.

메탄올 2.0kg은 2/32=0.0625 kmol2/32=0.0625\,\mathrm{kmol}이므로 필요한 산소는
O0=0.0625×1.5×22.4=2.1 Sm3O_0=0.0625\times1.5\times22.4=2.1\ \mathrm{Sm^3}

따라서
A0=2.10.21=10.0 Sm3A_0=\dfrac{2.1}{0.21}=10.0\ \mathrm{Sm^3}

문제 35
메탄의 고위발열량이 9900kcal/Sm3이라면 저위발열량(kcal/Sm3)은?
18540
28620
38790
48940
정답 및 해설

저위발열량은 고위발열량에서 생성된 수증기의 증발잠열을 뺀 값으로, 기체연료는 Hl=Hh−480 nH2OH_l = H_h - 480\,n_{\mathrm{H_2O}}로 구한다(kcal/Sm3 기준).

메탄은 CH4+2O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_4}+2\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}이므로 수증기가 2mol 생겨
Hl=9900−480×2=8940H_l = 9900 - 480\times 2 = 8940

따라서 저위발열량은 8940kcal/Sm3이다.

문제 36
연소 시 가연물의 구비조건으로 옳지 않은 것은?
1화학적으로 활성이 강할 것
2활성화 에너지가 클 것
3표면적이 클 것
4반응열이 클 것
정답 및 해설

가연물은 연소가 쉽게 시작되도록 활성화 에너지가 작아야 하므로, 활성화 에너지가 클 것을 구비조건으로 제시한 것은 옳지 않다.

  • 화학적으로 활성이 강할수록 반응이 잘 일어나 가연물의 조건에 부합한다.
  • 표면적이 클수록 산소와의 접촉이 늘어 연소가 촉진된다.
  • 반응열(발열량)이 클수록 연쇄적인 연소 진행에 유리하다.
문제 37
다음 자동차 배출가스 중 삼원촉매장치가 적용되는 물질과 가장 거리가 먼 것은?
1CO
2SOx
3NOx
4HC
정답 및 해설

삼원촉매장치는 CO와 HC를 산화시키고 NOx를 환원시키는 세 가지 반응을 한 촉매에서 동시에 처리하는 장치다.

SOx는 연료 속 황에서 나오므로 촉매로 처리하지 않고 연료의 저황화로 대응하며, 오히려 촉매를 피독시켜 성능을 떨어뜨린다.

문제 38
어떤 화학반응 과정에서 반응물질이 25% 분해하는 데 41.3분 걸린다는 것을 알았다. 이 반응이 1차라고 가정할 때, 속도상수 k는?
11.437×10-4 s-1
21.232×10-4 s-1
31.161×10-4 s-1
41.022×10-4 s-1
정답 및 해설

1차 반응은 ln⁡C0C=kt\ln\dfrac{C_0}{C} = kt를 따르고, 25%가 분해되면 남은 농도비는 0.75다.

시간을 초로 바꾼 t=41.3×60=2478 st = 41.3 \times 60 = 2478\,\mathrm{s}를 대입하면
k=ln⁡(1/0.75)2478=0.28772478=1.161×10−4 s−1k = \dfrac{\ln(1/0.75)}{2478} = \dfrac{0.2877}{2478} = 1.161\times10^{-4}\,\mathrm{s^{-1}}

문제 39
연소장치의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1유동층 연소는 다른 연소법에 비해 NOx 생성 억제가 잘 되고, 화염층을 작게 할 수 있으므로 장치의 규모를 작게 할 수 있다.
2산포식 스토커, 계단식 스토커에 의한 연소방식은 화격자 연소장치에 속한다.
3미분탄을 사용하는 연소시설에서는 화염의 전파속도는 기체연료에 비해 작으며, 만일 버너로부터 분출속도가 클 경우에는 역화의 우려가 발생할 수 있다.
4미분탄 연소는 사용연료의 범위가 넓고, 스토커 연소에 적합하지 않은 점결탄과 저발열량탄 등도 사용할수가 있다.
정답 및 해설

미분탄 연소는 화염 전파속도가 기체연료보다 느려, 버너의 분출속도가 지나치게 크면 화염이 꺼지는 블로우오프(화염 이탈) 현상이 우려되는 것이지 역화가 문제되는 경우는 아니다.

  • 유동층 연소는 연소온도가 낮게 유지돼 NOx 생성이 억제되고 화염층을 작게 만들 수 있어 장치 규모를 줄일 수 있다.
  • 산포식·계단식 스토커는 화격자 연소장치의 한 종류에 해당한다.
  • 미분탄 연소는 사용연료 범위가 넓어 점결탄이나 저발열량탄도 사용할 수 있다.
문제 40
3000K 정도의 고온조건으로 연소할 때 일산화탄소가 상당량 발생되는 원인으로 옳은 것은?
1혼합상태가 불량해지기 때문이다.
2산소 부족현상이 나타나기 때문이다.
3이산화탄소가 열분해되기 때문이다.
4연소시간이 불충분해지기 때문이다.
정답 및 해설

약 3,000K의 고온에서는 이산화탄소가 열분해(2CO₂ → 2CO + O₂)되기 때문에 산소가 충분해도 일산화탄소가 상당량 생긴다.

혼합 불량, 산소 부족, 연소시간 부족은 온도가 낮거나 공기가 모자랄 때의 CO 발생 원인이라 고온조건의 설명으로는 맞지 않다.

문제 41
세정집진장치의 원리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1배기가스를 증습하면 입자의 응집이 낮아진다.
2액적에 입자가 충돌하여 부착된다.
3미립자가 확산되면 액적과의 접촉이 증가된다.
4액막과 기포에 입자가 접촉하여 부착된다.
정답 및 해설

배기가스를 증습(가습)하면 입자가 수분을 흡수해 부피와 무게가 커지므로 오히려 입자 간 응집이 촉진되어 집진효율이 향상되며, 응집이 낮아진다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 액적에 입자가 충돌해 부착되는 관성충돌은 세정 원리의 하나이다.
  • 미립자가 확산 운동을 하면 액적과의 접촉 기회가 늘어난다.
  • 액막이나 기포에 입자가 접촉해 부착되는 것도 세정의 포집 원리이다.
문제 42
아래의 유해가스들을 처리하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1SiF4 - 활성탄 흡착법
2SO2 - 석회석 주입법
3Cl2 - 흡수법
4Dust gas - 사이클론, 스크러버
정답 및 해설

SiF4(사불화규소)는 물이나 알칼리 용액에 의한 흡수법으로 가수분해시켜 처리하는 것이 일반적이며, 활성탄 흡착법은 주로 유기용제나 냄새물질 제거에 쓰이는 방법이어서 SiF4 처리와는 거리가 있다.

  • SO2는 석회석을 이용한 흡수·중화 방식으로 널리 처리된다.
  • Cl2는 알칼리 용액에 의한 흡수법으로 제거할 수 있다.
  • 먼지(Dust)는 사이클론이나 스크러버 같은 집진장치로 처리한다.
문제 43
흡착제를 친수성(극성)과 소수성(비극성)으로 구분 할 때, 다음 중 친수성 흡착제에 해당하지 않는 것은?
1활성탄
2실리카겔
3활성 알루미나
4합성 지올라이트
정답 및 해설

활성탄은 표면이 탄소로 이루어진 비극성(소수성) 흡착제로, 물보다 유기증기를 선택적으로 흡착한다. 그래서 습한 배출가스에서도 VOC 제거에 쓸 수 있다.

실리카겔·활성 알루미나·합성 지올라이트는 표면에 극성 산화물기를 가진 친수성 흡착제로, 수분을 먼저 붙잡기 때문에 주로 건조·제습용으로 쓰인다.

문제 44
유해가스의 흡수이론에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡수는 기체상태의 오염물질을 흡수액을 사용하여 흡수 제거시키는 것으로 세정이라고도 한다.
2흡수조작에 사용되는 흡수제는 물 또는 수용액을 주로 사용한다.
3배출가스의 용매에 대한 용해도가 큰 기체인 경우에 헨리의 법칙이 적용될 수 있다.
4용해에 따른 복잡한 화학반응이 일어날 경우에는 성립하지 않는다.
정답 및 해설

헨리의 법칙은 배출가스가 용매에 대한 용해도가 작은(묽은) 기체일 때 잘 적용되므로, 용해도가 큰 기체에 적용된다는 서술은 옳지 않다.

  • 흡수는 기체 오염물질을 흡수액으로 제거하는 방법으로 세정이라고도 불린다.
  • 흡수제로는 물 또는 수용액이 주로 사용된다.
  • 용해 과정에서 복잡한 화학반응이 일어나면 헨리의 법칙이 성립하지 않는다.
문제 45
세정집진장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1분무탑은 침전물이 발생하는 경우에 사용이 적합하다.
2벤츄리스크러버는 점착성, 조해성 먼지의 제거에 효과적이다.
3제트스크러버는 처리가스량이 많은 경우에 사용이 적합하다.
4충전탑은 온도 변화가 크고 희석열이 큰 곳에는 사용이 적합하지 않다.
정답 및 해설

제트스크러버는 세정액을 노즐로 고속 분사할 때 생기는 흡인력으로 가스를 끌어들이는 방식이라, 처리가스량이 많으면 부적합하다. 다량의 세정액과 큰 동력이 필요하기 때문이다.

나머지는 모두 옳은 설명이다.

  • 분무탑은 구조가 단순해 침전물이 생기는 가스에도 폐색 없이 쓸 수 있다.
  • 벤츄리스크러버는 목부의 고속 액적 충돌력이 커서 점착성·조해성 먼지 제거에 효과적이다.
  • 충전탑은 온도 변화나 희석열이 크면 충전물이 손상돼 부적합하다.
문제 46
헨리의 법칙을 따르는 유해가스가 물속에 2.0kmol/m3 만큼 용해되어 있을 때, 분압이 258.4mmH2O 이었다면, 이 유해가스의 분압이 38mmHg로 될 때 물 속의 유해가스 농도는? (단, 기타 조건은 변화 없음)
110.0 kmol/m3
28.0 kmol/m3
36.0 kmol/m3
44.0 kmol/m3
정답 및 해설

헨리 법칙에서 용해농도는 분압에 비례하므로 두 분압의 단위를 먼저 통일해야 한다. 1 atm=760 mmHg=10332 mmH2O1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg}=10332\ \mathrm{mmH_2O}이므로
258.4 mmH2O=258.4×76010332=19 mmHg258.4\ \mathrm{mmH_2O}=258.4\times\dfrac{760}{10332}=19\ \mathrm{mmHg}

비례식을 세우면
C2=2.0×3819=4.0 kmol/m3C_2=2.0\times\dfrac{38}{19}=4.0\ \mathrm{kmol/m^3}

단위 환산 없이 258.4와 38을 그대로 비교하면 답이 전혀 달라지므로 mmH₂O를 mmHg로 바꾸는 것이 핵심이다.

문제 47
다음 그림과 같은 배기시설에서 관 DE를 지나는 유체의 속도는 관 BC를 지나는 유체 속도의 몇 배인가? (단, Φ는 관의 직경, Q는 유량, 마찰 손실과 밀도 변화는 무시)
10.8
20.9
31.2
41.5
정답 및 해설

속도는 V=QAV = \dfrac{Q}{A}이고 원형관의 단면적은 A=π4D2A = \dfrac{\pi}{4}D^2이다. DE 구간은 두 후드가 합류한 뒤이므로 유량이 6+10=16 m3/min6 + 10 = 16\,\mathrm{m^3/min}이다.

각각 계산하면
VBC=10π4(0.09)2=1572 m/minV_{BC} = \dfrac{10}{\dfrac{\pi}{4}(0.09)^2} = 1572\,\mathrm{m/min}
VDE=16π4(0.12)2=1415 m/minV_{DE} = \dfrac{16}{\dfrac{\pi}{4}(0.12)^2} = 1415\,\mathrm{m/min}

따라서 VDEVBC=14151572=0.9\dfrac{V_{DE}}{V_{BC}} = \dfrac{1415}{1572} = 0.9배다. BC 구간의 유량은 후드 b의 10m3/min이라는 점을 잘못 잡지 않도록 주의한다.

문제 48
유체의 점도를 나타내는 단위에 해당하지 않는 것은?
1poise
2Pa·s
3L·atm
4g/cm·s
정답 및 해설

점도의 단위는 SI로 Pa⋅s\mathrm{Pa\cdot s}, CGS로 poise(=g/cm⋅s=\mathrm{g/cm\cdot s})다. L·atm은 부피×압력, 즉 에너지(일)의 단위라서 점도와 무관하다.

참고로 1 poise=0.1 Pa⋅s1\,\mathrm{poise}=0.1\,\mathrm{Pa\cdot s}이며, 점도를 밀도로 나눈 동점도는 stokes(cm2/s\mathrm{cm^2/s})로 나타낸다.

문제 49
원심형 송풍기의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1송풍기의 풍량은 회전수의 제곱에 비례한다.
2송풍기의 풍압은 회전수의 제곱에 비례한다.
3송풍기의 크기는 회전수의 제곱에 비례한다.
4송풍기의 동력은 회전수의 제곱에 비례한다.
정답 및 해설

송풍기 상사법칙에 따르면 회전수 N에 대해 풍량은 N에 비례, 풍압은 N의 제곱에 비례, 동력은 N의 세제곱에 비례한다.

따라서 회전수의 제곱에 비례하는 것은 풍압이다. 송풍기의 크기는 회전수와 무관한 설계값이다.

문제 50
침강실의 길이 5m인 중력집진장치를 사용하여 침강집진할 수 있는 먼지의 최소입경이 140㎛였다. 이 길이를 2.5배로 변경할 경우 침강실에서 집진가능한 먼지의 최소 입경(㎛) 은? (단, 배출가스의 흐름은 층류이고, 길이 이외의 모든 설계조건은 동일하다)
1약 70
2약 89
3약 99
4약 129
정답 및 해설

침강실 길이를 5m에서 2.5배인 12.5m로 늘리면, 포집 가능한 최소입경은 약 89㎛로 작아진다.

층류 조건의 중력집진장치에서 최소 포집입경은 침강실 길이의 제곱근에 반비례한다(d∝1Ld \propto \dfrac{1}{\sqrt{L}}).

길이가 2.5배로 늘어나면 최소입경은 12.5≈11.581\dfrac{1}{\sqrt{2.5}} \approx \dfrac{1}{1.581} 배로 줄어든다.

따라서 140×11.581≈89 μm140 \times \dfrac{1}{1.581} \approx 89\ \mu m 로 계산된다.

문제 51
배연탈황법의 습식법과 건식법에 대한 상대비교 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1습식법은 연돌에서의 확산이 나쁘다.
2건식법은 장치의 규모는 작으나, 배출가스와 온도저하가 큰 편이다.
3습식법의 경우 반응 효율은 높으나,. 수질오염의 문제가 있다.
4건식법에서는 석회석주입법, 활성탄흡착법, 산화법 등이 있다.
정답 및 해설

건식법은 반응 온도가 높게 유지되어 배출가스의 온도저하가 작은 편이므로, 온도저하가 크다고 서술한 것은 습식법과 뒤바뀐 설명이다.

  • 습식법은 가스 온도가 낮아져 연돌에서의 부력이 줄어 확산이 나쁜 편이다.
  • 습식법은 반응 효율은 높지만 폐수가 발생해 수질오염 문제가 있다.
  • 건식법에는 석회석주입법, 활성탄흡착법, 산화법 등이 포함된다.
문제 52
광학현미경을 이용하여 입경을 측정하는 방법에서 입자의 투영면적을 이용하여 측정한 입경 중 입자의 투영면적 가장자리에 접하는 가장 긴 선의 길이로 나타내는 것은?
1등면적 직경
2Feret 직경
3Martin 직경
4Heyhood 직경
정답 및 해설

입자의 투영면적 가장자리에 접하는 평행한 두 접선 사이의 최대 거리로 나타내는 입경은 Feret 직경이다.

  • 등면적 직경은 입자와 같은 투영면적을 갖는 원의 지름으로 나타낸다.
  • Martin 직경은 입자의 투영면적을 이등분하는 선분의 길이로 나타낸다.
  • Heywood 직경도 등면적 개념에 가까운 통계적 직경으로, 가장자리를 잇는 최장선을 뜻하는 정의와는 차이가 있다.
문제 53
냄새물질의 화학구조에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1골격이 되는 탄소수는 저분자일수록 관능기 특유의 냄새가 강하고 자극적이나 8 - 13에서 가장 향기가 강하다.
2불포화도(2중결합 및 3중결합의 수)가 높으면 냄새가 보다 강하게 난다.
3분자 내 수산기의 수가 증가할수록 냄새가 강하다.
4락톤 및 케톤화합물은 환상이 크게 되면 냄새가 강해진다.
정답 및 해설

분자 안의 수산기(-OH)는 1개일 때 냄새가 가장 강하고, 개수가 늘어날수록 냄새는 약해진다. 다가 알코올류가 거의 무취인 것이 그 예다.

나머지는 옳다 — 탄소수 8~13에서 냄새가 가장 강하고, 불포화도가 높을수록, 락톤·케톤은 고리가 커질수록 냄새가 강해진다.

문제 54
10개의 백(bag)을 사용한 여과 집진장치에서 입구먼지농도가 15g/m3, 집진율이 98%였다. 가동중 1개의 bag에 구멍이 열려 전체 처리가스량의 1/5이 그대로 통과 하였다면 출구의 먼지 농도는? (단, 나머지 백의 집진율변화는 없음)
12.66 g/m3
22.92 g/m3
33.05g/m3
43.24 g/m3
정답 및 해설

백필터 1개에 구멍이 나서 처리가스의 1/5이 그대로 통과한 경우, 출구 먼지농도는 약 3.24 g/m3가 된다.

정상적으로 집진되는 나머지 4/5의 가스는 집진율 98%가 그대로 적용되어 출구농도가 15×(1−0.98)=0.3 g/m315 \times (1-0.98) = 0.3\ \mathrm{g/m^3} 이다.

구멍으로 그대로 통과한 1/5의 가스는 집진되지 않아 입구농도 그대로인 15 g/m315\ \mathrm{g/m^3} 을 유지한다.

두 흐름을 가스량 비율로 가중평균하면 (15×15)+(45×0.3)=3+0.24=3.24 g/m3\left(\dfrac{1}{5}\times 15\right) + \left(\dfrac{4}{5}\times 0.3\right) = 3 + 0.24 = 3.24\ \mathrm{g/m^3} 이다.

문제 55
다음 여과재(filter bag) 재질 중 내산성 및 내알칼리성이 모두 양호한 것은?
1비닐론
2사란
3테트론
4나일론(에스테르계)
정답 및 해설

비닐론은 내산성과 내알칼리성이 모두 양호해 산·알칼리가 함께 존재하는 배기가스에도 쓸 수 있는 여과재다.

나머지는 한쪽 내약품성이 떨어진다.

  • 나일론(폴리아미드계)은 알칼리에는 강하지만 산에 약하다
  • 테트론(폴리에스터계)은 산에는 견디나 알칼리에 약하다
문제 56
가로 5m, 세로 8m인 두 집진판이 평행하게 설치되어 있고, 두 판 사이 중간에 원형철심 방전극이 위치하고 있는 전기집진장치에 굴뚝가스가120m3/min로 통과하고, 입자이동속도가 0.12m/s일 때의 집진효율은? (단, Deutsch - Anderson식 적용)
198.2%
298.7%
399.2%
499.7%
정답 및 해설

Deutsch-Anderson식을 적용하면 이 전기집진장치의 집진효율은 약 99.2%로 계산된다.

집진판은 두 장이 마주보고 있어 유효 집진면적은 A=2×(5×8)=80 m2A = 2 \times (5 \times 8) = 80\ \mathrm{m^2} 이다.

처리가스량은 Q=120 m3/min=2 m3/sQ = 120\ \mathrm{m^3/min} = 2\ \mathrm{m^3/s} 이고, 입자이동속도는 0.12m/s이므로 효율식은 다음과 같다.

η=1−e−AwQ=1−e−80×0.122=1−e−4.8≈0.992\eta = 1 - e^{-\frac{Aw}{Q}} = 1 - e^{-\frac{80 \times 0.12}{2}} = 1 - e^{-4.8} \approx 0.992

문제 57
건식 탈황ㆍ탈질방법 중 하나인 전자선조사법의 프로세스 특징으로 가장 거리가 먼 것은?
1연소배기가스에 암모니아 등을 첨가해 α, β, γ선, 전리성 방사선 등을 조사하여 배가스 중 NOx, SOx 화합물을 고체상 입자로 동시에 처리하는 방법이다.
2부생물로 황산암모늄 및 질산암모늄을 생성한다.
3구성이 복잡해 계내의 압력손실이 높고, 배가스의 변동등에 대처가 어렵다.
4NOx 및 SOx 제거율이 80% 이상을 달성할 수 있는 건식의 제거프로세스이다.
정답 및 해설

전자선조사법은 반응기 구조가 비교적 단순하고 압력손실이 적으며 배가스 변동에도 대응이 쉬운 편으로 알려져 있어, 구성이 복잡하고 압력손실이 높다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 암모니아를 첨가한 뒤 방사선을 조사해 NOx·SOx를 고체 입자로 동시에 처리하는 방식이 맞다.
  • 부산물로 황산암모늄과 질산암모늄이 생성되는 것도 알려진 특징이다.
  • 건식 공정임에도 NOx, SOx 제거율이 80% 이상에 이를 수 있는 것도 이 공정의 특징이다.
문제 58
중력식 집진장치의 집진율 향상조건에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1침강실 내 처리가스의 속도가 작을수록 미립자가 포집된다.
2침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려지며 미세한 입자가 포집된다.
3다단일 경우에는 단수가 증가할수록 집진효율은 상승하나, 압력손실도 증가한다.
4침강실의 높이가 낮고, 중력장의 길이가 짧을수록 집진율은 높아진다.
정답 및 해설

중력침강실의 집진효율은 η∝VgLVH\eta\propto\dfrac{V_g L}{V H}이므로 중력장의 길이가 길수록 효율이 높아진다. 짧을수록 좋다는 서술이 틀렸다.

반대로 침강실 높이는 낮을수록, 처리가스 속도는 느릴수록(입구폭이 클수록 유속이 떨어진다) 미세입자까지 포집되며, 다단으로 만들면 효율은 오르지만 압력손실도 함께 커진다.

문제 59
응집(Coagulation)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1응집은 먼지입자들이 서로 접촉하여 달라붙거나 합체하는 현상을 의미한다.
2브라운 운동이 대기의 온도와 관련될 때 일어나는 응집현상을 열응집(Thermal Coagulation)이라 한다.
3중력응집(Gravitational Coagulation)은 크기가 다른 입자들의 침전속도가 다르기 때문에 일어나는 응집으로 강우에 큰 영향을 미친다.
4큰 입자와 작은 입자간의 응집현상은 쉽게 응집되지 않으므로 장기간에 걸쳐 진행되고, 바람부는 날의 구름속의 입자는 맑은날보다 더 응집이 어렵다.
정답 및 해설

바람이 불어 난류가 강한 날에는 오히려 입자 간 충돌 기회가 늘어 응집이 촉진되는 편이어서, 바람 부는 날의 구름 속 입자가 맑은 날보다 응집이 더 어렵다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 응집은 먼지입자들이 서로 접촉해 달라붙거나 합쳐지는 현상을 뜻한다.
  • 브라운 운동이 대기 온도와 관련되어 일어나는 응집은 열응집이라 부른다.
  • 중력응집은 입자별 침강속도 차이로 일어나며 강우 형성에 영향을 준다.
문제 60
유해가스별 제거공정으로 가장 거리가 먼 것은?
1불화수소(HF) : 산화철 침전법
2염화수소(HCl) : 수세법
3불소(F2) : 가성소다에 의한 흡수법
4황화수소(H2S) : 중화법 및 산화법
정답 및 해설

불화수소(HF)는 일반적으로 물이나 가성소다(알칼리) 흡수법으로 제거하며, 산화철을 이용한 침전법은 HF 제거공정으로 알려져 있지 않다.

  • 염화수소(HCl)는 물로 씻어내는 수세법으로 제거할 수 있다.
  • 불소(F2)는 가성소다 등 알칼리 용액에 흡수시켜 제거한다.
  • 황화수소(H2S)는 중화법이나 산화법으로 처리한다.
문제 61
원형굴뚝의 직경이 4.3m이었다. 굴뚝 배출가스 중의 먼지 측정을 위한 측정점수는 몇 개로 하여야 하는가?
112
216
320
424
정답 및 해설

원형굴뚝의 측정점수는 굴뚝 직경 구간별로 정해진 반경 구분수에 따라 결정되며, 직경 4.3m는 4m 초과 4.5m 이하 구간에 해당해 반경 구분수 4, 측정점수 16개가 적용된다.

측정점수는 반경 구분수에 측정선(방향) 수를 곱해 정해지므로, 이 구간에서는 4개 방향에 4구분씩 적용되어 16개 지점에서 측정하게 된다.

문제 62
피토관으로 측정한 결과 덕트(duct) 내부 가스의 동압이 13mmH2O이고 유속이 20m/s이었다. 덕트의 밸브를 모두 열었을 때 동압이 26mmH2O일 때, 덕트의 밸브를 모두 열었을 때의 가스 유속(m/s)은?
123.2
225.0
327.1
428.3
정답 및 해설

피토관 유속은 V=C2gPvγV=C\sqrt{\dfrac{2gP_v}{\gamma}}이므로 동압의 제곱근에 비례한다.

V2=V1Pv2Pv1=20×2613=202=28.3 m/sV_2=V_1\sqrt{\dfrac{P_{v2}}{P_{v1}}}=20\times\sqrt{\dfrac{26}{13}}=20\sqrt{2}=28.3\,\mathrm{m/s}

동압이 2배가 되어도 유속은 2\sqrt{2}배밖에 늘지 않는다는 점이 핵심이다.

문제 63
원자흡수분광광도법에 사용되는 불꽃 중 불꽃의 온도가 높아 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성 산화물(refractory oxide)을 만들기 쉬운 원소의 분석에 가장 적합한 것은?
1아세틸렌-공기
2아세틸렌-산소
3수소-공기-알곤
4아세틸렌-아산화질소
정답 및 해설

아세틸렌-아산화질소 불꽃은 불꽃 온도가 높아, 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성 산화물(refractory oxide)을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적합하다.

아세틸렌-공기 불꽃은 대부분의 원소에 무난하지만 온도가 낮아 이런 원소는 충분히 원자화되지 않고, 수소를 쓰는 불꽃은 온도가 더 낮아 낮은 파장 영역 원소에 주로 쓴다.

문제 64
어떤 사업장의 굴뚝에서 실측한 배출가스 중 오염물질의 농도가 450ppm이고, 이때 실측산소농도는 9%, 이 오염물질에 적용되는 표준산소농도는 5%이다. 표준산소농도로 보정한 오염물질의 농도(ppm)는? (단, 이 오염물질은 배출허용기준 중 표준산소농도를 적용받는 항목이다.)
1600.0
2637.5
3675.0
4720.0
정답 및 해설

표준산소농도로 보정한 오염물질 농도는 600.0 ppm이다.

표준산소농도를 적용받는 항목은 실측산소농도와 표준산소농도의 (21−O) 비를 실측농도에 곱해 보정한다.
C=Ca×21−Os21−OaC = C_a \times \dfrac{21 - O_s}{21 - O_a}

Ca=450 ppm, Os=5%, Oa=9%를 대입한다.
C=450×21−521−9=450×1612=600.0 ppmC = 450 \times \dfrac{21-5}{21-9} = 450 \times \dfrac{16}{12} = 600.0\,\mathrm{ppm}

실측산소농도가 표준산소농도보다 높다는 것은 배출가스가 과잉공기로 희석되었다는 뜻이므로, 보정 후 농도는 실측치보다 커져야 한다. 분자·분모를 바꾸어 337.5 ppm으로 계산하면 방향이 반대가 되어 틀린다.

문제 65
수산화소듐(NaOH)용액을 흡수액으로 사용하는 분석대상가스가 아닌 것은?
1염화수소
2브롬화합물
3불소화합물
4벤젠
정답 및 해설

수산화소듐(NaOH) 용액은 강염기이므로 산성 기체를 흡수한다. 염화수소(HCl), 브롬화합물(HBr 등), 불소화합물(HF 등)은 모두 산성 가스로서 NaOH와 중화반응하여 흡수되지만, 벤젠(C₆H₆)은 유기 비극성 화합물으로 산성을 띠지 않으므로 NaOH 용액에 흡수되지 않는다.

문제 66
피토우관으로 굴뚝 배출가스를 측정한 결과 동압이 0.74mmHg였다. 이 때 배출가스의 평균유속은? (단, 굴뚝내의 습한 배출가스의 밀도는 1.3kg/m3, 피토우관 계수는 1.2이다.)
111.5m/sec
212.3m/sec
313.2m/sec
414.8m/sec
정답 및 해설

피토우관으로 측정한 배출가스의 평균유속은 약 14.8m/sec로 계산된다.

동압 0.74mmHg를 물기둥 단위(mmH2O)로 바꾸면 수은의 비중이 물의 13.6배이므로 0.74×13.6≈10.06 mmH2O0.74 \times 13.6 \approx 10.06\ \mathrm{mmH_2O} 이다.

유속은 V=Cp2gΔPρV = C_p \sqrt{\dfrac{2 g \Delta P}{\rho}} 로 구하며, Cp=1.2, ΔP≈10.06mmH2O, ρ=1.3kg/m3, g=9.8m/s2를 대입한다.

V=1.2×2×9.8×10.061.3≈1.2×12.32≈14.8 m/secV = 1.2 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 10.06}{1.3}} \approx 1.2 \times 12.32 \approx 14.8\ \mathrm{m/sec}

문제 67
굴뚝 배출가스 중 총탄화수소 측정을 위한 장치 구성조건등에 관한 설명으로 틀린 것은?
1총탄화수소분석기는 흡광차분광방식 또는 비불꽃(nonflame)이온크로마토그램방식의 분석기를 사용하며 폭발위험이 없어야 한다.
2시료채취관은 스테인레스강 또는 이와 동등한 재질의 것으로 하고 굴뚝중심 부분의 10%범위 내에 위치할 정도의 길이의 것을 사용한다.
3기록계를 사용하는 경우에는 최소 4회/분이 되는 기록계를 사용한다.
4영점가스로는 총탄화수소농도(프로판 또는 탄소등가 농도)가 0.1 ppmv 이하 또는 스팬값의 0.1% 이하인 고순도 공기를 사용한다.
정답 및 해설

총탄화수소분석기는 일반적으로 불꽃이온화검출기(FID) 방식을 사용하는 것이 표준이며, 흡광차분광방식이나 비불꽃 이온크로마토그램방식은 총탄화수소 측정에 쓰이는 일반적 분석기 방식이 아니다.

시료채취관은 스테인리스강 재질로 굴뚝 중심부분 10% 범위 내에 위치하도록 길이를 정하고, 기록계는 최소 4회/분 기록이 되는 것을 사용하며, 영점가스는 총탄화수소농도 0.1ppmv 이하 또는 스팬값의 0.1% 이하인 고순도 공기를 사용하는 것이 맞다.

문제 68
다음은 분석대상 가스별 분석방법이다. 맞는 것은?(단, 배출허용기준 시험방법)
1포름알데히드-오르토톨리딘법
2질소산화물-크로모트로핀산법
3시안화수소-피리딘피라졸론법
4페놀-페놀디술폰산법
정답 및 해설

배출허용기준 시험방법에서 시안화수소는 피리딘피라졸론법으로 분석하는 것이 맞는 조합이다.

  • 포름알데히드는 크로모트로핀산법이나 아세틸아세톤법으로 분석하며, 오르토톨리딘법은 잔류염소 계열 분석에 쓰이는 방법이다.
  • 질소산화물은 아연환원 나프틸에틸렌디아민법이나 페놀디술폰산법으로 분석하며, 크로모트로핀산법은 포름알데히드 분석법이다.
  • 페놀은 4-아미노안티피린법이나 가스크로마토그래피법으로 분석하므로 페놀디술폰산법과는 짝지을 수 없다.
문제 69
비분산적외선분광분석법에서 사용하는 주요 용어의 의미로 옳지 않은 것은?
1스팬가스 : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스
2스팬 드리프트 : 측정기의 교정범위눈금에 대한 지시값의 일정시간 내의 변동
3정필터형 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식
4비교가스 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스
정답 및 해설

비분산적외선분광분석(NDIR) 용어의 정의를 검토하면, 1번의 스팬가스 정의가 옳지 않다. 스팬가스는 분석계의 최고 눈금값을 교정하기 위해 사용되는 가스(일반적으로 측정 대상 성분의 알려진 농도)로, 최저 눈금값 교정은 영점가스(제로 가스)가 담당한다.
2번 스팬 드리프트는 교정범위 내에서 지시값이 일정 시간 동안 변하는 현상으로 정확하다. 3번 정필터형은 특정 파장에서만 측정하는 필터 방식으로, 측정 성분의 흡수 파장과 일치시켜 선택성을 확보하는 원리로 옳다. 4번 비교가스(또는 참조가스)는 적외선을 흡수하지 않아 기준값으로 기능하므로 정확하다.

문제 70
다음 원자흡수분광광도법(원자흡광광도법)의 측정순서 중 일반적으로 가장 먼저 하여야 하는 것은?
1분광기의 파장눈금을 분석선의 파장에 맞춘다.
2광원램프를 점등하여 적당한 전류값을 설정한다.
3가스유량 조절기의 밸브를 열어 불꽃을 점화한다.
4시료용액을 불꽃중에 분무시켜 지시한 값을 읽어둔다.
정답 및 해설

원자흡광광도법의 측정순서에서 가장 먼저 할 일은 광원램프를 점등해 적당한 전류값을 설정하는 것이다.

램프를 안정적으로 점등한 뒤에 분광기의 파장을 분석선에 맞추고, 불꽃을 점화하고, 마지막으로 시료용액을 분무해 지시값을 읽는 순서로 진행한다.

문제 71
대기오염공정시험방법상 흡광광도법에서 흡광도의 눈금보정을 위한 시약의 조제법으로 가장 적합한 것은?
1110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 과망간산칼륨(KMnO4) 0.0303g을 N/20 수산화나트륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
2110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
3110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 과망간산칼륨(KMnO4) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
4110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화나트륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
정답 및 해설

흡광도 눈금보정용 표준액은 110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨(KOH) 용액에 녹여 1L로 만들어 조제한다.

과망간산칼륨을 쓰거나 수산화나트륨 용액을 쓰는 조합은 이 눈금보정 표준액의 조제법과 일치하지 않는다.

문제 72
연료용 유류 중의 황함유량 분석방법으로 옳지 않은 것은?
1연소관식 공기법은 500~550℃로 가열한 설영재질 연소관 중에 공기를 불어넣어 시료를 연소시킨 후 생성된 황산화물을 붕산나트륨표준액으로 중화 적정한다.
2연소관식 공기법의 경우 불용성 황산염을 만드는 금속 (Ba, Ca 등)이 들어있는 시료에는 적용할 수 없다.
3연소관식 공기법의 경우 연소되어 산을 발생시키는 원소(P, N, Cl 등)가 들어있는 시료에는 적용할 수 없다.
4방사선식 여기법은 시료에 방사선을 조사하고, 여기된 황의 원자에서 발생하는 형광 X선의 강도를 측정한다.
정답 및 해설

연소관식 공기법은 950~1,100℃로 가열한 석영 재질 연소관에 공기를 불어넣어 시료를 태우고, 생성된 황산화물을 과산화수소(3%)에 흡수시켜 황산으로 만든 뒤 수산화소듐 표준액으로 중화적정한다. "500~550℃"와 "붕산나트륨(9%)"은 온도와 흡수액이 모두 틀리다.

나머지는 옳다 — 불용성 황산염을 만드는 금속(Ba, Ca 등)이나 연소되어 산을 발생시키는 원소(P, N, Cl 등)가 든 시료에는 적용할 수 없고, 방사선식 여기법은 여기된 황 원자에서 나오는 형광 X선의 세기를 재는 기기분석법이다.

문제 73
굴뚝 내 배출가스의 유속을 피토관으로 측정한 결과 동압이 24mmH2O였다. 이때 굴뚝 내 배출가스의 유속(m/s)은? (단, 배출가스 온도는 180℃, 표준상태에서 배출가스의 비중량은 1.3kg/Sm3, 피토관 계수는 0.98이다.)
1약 18.6
2약 24.0
3약 27.3
4약 31.2
정답 및 해설

굴뚝 내 배출가스의 유속은 약 24.0 m/s이다.

먼저 표준상태의 비중량을 측정 온도(180℃)의 비중량으로 환산한다.
γ=1.3×273273+180=0.783 kg/m3\gamma = 1.3 \times \dfrac{273}{273+180} = 0.783\,\mathrm{kg/m^3}

피토관 유속식에 동압 h=24mmH2O(=24kg/m2)와 피토관 계수 C=0.98을 대입한다.
V=C2ghγ=0.98×2×9.8×240.783V = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}} = 0.98 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 24}{0.783}}
=0.98×600.8=0.98×24.5≈24.0 m/s= 0.98 \times \sqrt{600.8} = 0.98 \times 24.5 \approx 24.0\,\mathrm{m/s}

비중량을 온도 보정 없이 1.3kg/m3 그대로 쓰면 약 18.6 m/s가 나오므로 실측 온도로의 환산을 빠뜨리지 않는다.

문제 74
굴뚝 배출가스 중 아황산가스의 자동 연속 측정방법에서 사용하는 용어의 의미로 옳은 것은?
1스팬가스: 90% 교정가스
2제로가스: 공인기관에 의해 아황산가스의 농도가 10ppm 미만으로 보증된 표준가스
3응답시간: 스팬가스 보정치의 90%에 해당하는 지시치를 나타낼 때까지 걸리는 시간
4교정가스: 연속자동측정기 최대 눈금치의 약 10%와 90%에 해당하는 보증된 표준가스
정답 및 해설

스팬가스는 측정기의 눈금(스팬)을 교정하는 데 쓰는 가스로, 측정범위 상한의 90 % 수준 농도로 보증된 교정가스다.

반면 제로가스는 영점 교정용이라 아황산가스가 0.1 ppm 이하(스팬값의 0.1 % 이하)인 고순도 공기를 쓰므로, 10 ppm 미만으로 보증된 표준가스라는 서술은 맞지 않는다.

문제 75
시판되는 염산시약의 농도가 35%이고 비중이 1.18인 경우 0.1M의 염산 1L를 제조할 때 시판 염산시약 약 몇 mL취하여 증류수로 희석하여야 하는가?
13
26
39
415
정답 및 해설

0.1 M 염산 1 L에 들어갈 HCl은 0.1×36.5=3.65 g0.1 \times 36.5 = 3.65\,\mathrm{g}이다.

시약 농도가 35%이므로 필요한 시약 질량은 3.650.35=10.4 g\dfrac{3.65}{0.35} = 10.4\,\mathrm{g}이고, 비중 1.18을 적용하면
V=10.41.18≈8.8 mLV = \dfrac{10.4}{1.18} \approx 8.8\,\mathrm{mL}

따라서 약 9 mL를 취해 증류수로 1 L가 되게 희석한다.

문제 76
흡광차분광법(DOAS)으로 측정 시 필요한 광원으로 옳은 것은?
11800 - 2850nm 파장을 갖는 Zeus 램프
2200 - 900nm 파장을 갖는 Zeus 램프
3180 - 2850nm 파장을 갖는 Xenon 램프
4200 - 900nm 파장을 갖는 Hollow Cathode 램프
정답 및 해설

흡광차분광법은 자외선부터 근적외선까지 넓은 영역에서 연속 스펙트럼을 내는 광원이 필요하므로 180~2850nm 파장의 크세논(Xenon) 램프를 쓴다.

속빈음극(Hollow cathode) 램프는 원자흡수분광광도법에서 원소별 선스펙트럼을 얻는 데 쓰는 광원이라 여기에는 맞지 않는다.

문제 77
배출가스 중 금속화합물을 분석하기 위해 채취한 시료가 다량의 유기물 유리탄소를 함유할 때 시료의 처리방법으로 가장 적합한 것은?
1질산-염산법
2질산-과산화수소법
3질산법
4저온회화법
정답 및 해설

유기물과 유리탄소를 다량 함유한 시료는 산으로 잘 분해되지 않으므로, 유기물을 저온에서 산화·회화시켜 태워 없앤 뒤 산에 녹이는 저온회화법을 쓴다.

질산법·질산-염산법·질산-과산화수소법은 유기물이 적은 일반 시료에 쓰는 산분해 전처리법이다.

문제 78
다음 중 디에틸아민동 용액에서 시료가스를 흡수시켜 생성된 디에틸 디티모카바민산동의 흡광도를 435nm의 파장에서 측정하는 항목은?
1CS2
2H2S
3HCN
4PAH
정답 및 해설

디에틸아민동 용액에 시료가스를 흡수시켜 생성되는 디에틸디티오카바민산동 착화합물의 흡광도를 435nm에서 측정하는 항목은 이황화탄소(CS2)이다.

황화수소, 시안화수소, 다환방향족탄화수소(PAH)는 각각 다른 발색시약과 파장을 이용해 정량하는 항목으로 이 방법과는 구별된다.

문제 79
다음 중 흡광도를 측정하기 위한 순서로 원칙적으로 제일 먼저 행하여야 할 행위는?
1시료셀과 대조셀을 넣고 눈금판의 지시치의 차이를 확인한다.
2광로를 차단 후 대조셀로 영점을 맞춘다.
3광원으로부터 광속을 통하여 눈금 100에 맞춘다.
4눈금판의 지시 안정 여부를 확인한다.
정답 및 해설

흡광도 측정은 눈금판의 지시가 안정되어 있는지 확인하는 것부터 시작한다. 지시가 흔들리는 상태에서는 이후 조작이 모두 무의미하기 때문이다.

그다음 대조셀을 광로에 넣고 광속을 차단해 영점을 맞추고, 광속을 통해 눈금 100에 맞춘 뒤, 시료셀의 지시치를 읽는 순서로 진행한다.

문제 80
굴뚝에서 배출되는 가스 중 일산화탄소를 분석하는 방법으로 틀린 것은?
1비분산 적외선 분석법
2정전위 전해법
3질산은 적정법
4가스크로마토그래프법
정답 및 해설

질산은 적정법은 염소이온이나 시안화물 등을 침전 적정으로 정량하는 방법으로, 일산화탄소 분석법으로는 쓰이지 않는다.

일산화탄소는 비분산 적외선 분석법, 정전위 전해법, 가스크로마토그래프법 등으로 분석하는 것이 맞다.

문제 81
실내공기질 관리법령의 적용 대상이 되는 대통령령으로 정하는 규모의 다중이용시설에 해당하지 않는 것은?
1모든 지하역사
2여객자동차터미널의 연면적 2천2백제곱미터인 대합실
3철도역사의 연면적 2천2백제곱미터인 대합실
4공항시설 중 연면적 1천1백제곱미터인 여객터미널
정답 및 해설

공항시설 중 여객터미널은 연면적 1,500㎡ 이상인 경우에 다중이용시설 규모 기준에 해당하는데, 문제의 1,100㎡는 이 기준에 못 미쳐 적용 대상이 아니다.

지하역사는 규모와 무관하게 전부 해당하고, 여객자동차터미널과 철도역사의 대합실은 연면적 2,000㎡ 이상이면 해당하므로 2,200㎡인 경우는 모두 대상에 포함된다.

문제 82
대기환경보전법령상 대기오염 경보단계의 3가지 유형 중 “경보발령” 시 조치사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1주민의 실외활동 제한요청
2자동차 사용의 제한
3사업장의 연료사용량 감축권고
4사업장의 조업시간 단축명령
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행령」 제2조제4항제3호에 따라 사업장의 조업시간 단축명령은 경보가 아니라 중대경보 발령 시의 조치사항이다.

같은 항 제2호가 정한 경보 발령 시 조치는 주민의 실외활동 제한 요청, 자동차 사용의 제한, 사업장의 연료사용량 감축 권고 등이다.

주의보 단계는 실외활동과 자동차 사용의 '자제 요청'에 그치므로, 요청 → 제한·권고 → 금지·명령으로 강도가 올라간다고 정리하면 된다.

문제 83
환경정책기본법령상 일산화탄소(CO)의 대기환경기준은? (단, 8시간 평균치이다.)
10.15ppm 이하
20.3ppm 이하
39ppm 이하
425ppm 이하
정답 및 해설

「환경정책기본법 시행령」 [별표 1] 대기 환경기준에서 일산화탄소는 8시간 평균치 9ppm 이하로 정해져 있다.

보기의 25ppm은 같은 일산화탄소의 1시간 평균치 기준이고, 0.15ppm은 아황산가스의 1시간 평균치여서 단서의 8시간 평균치와 맞지 않는다.

문제 84
다음 중 초과부과금 산정기준에서 오염물질 1킬로그램당 부과 금액이 가장 적은 오염물질은?
1불소화합물
2염화수소
3염소
4시안화수소
정답 및 해설

초과부과금 산정기준에서 1킬로그램당 부과금액이 가장 적은 오염물질은 불소화물(불소화합물)이다.

대기환경보전법 시행령 별표 4는 불소화물을 2,300원으로 정하는 반면 시안화수소는 7,300원, 염화수소는 7,400원으로 세 배가 넘게 높다.

염소는 초과부과금 부과대상 오염물질(황산화물·암모니아·황화수소·이황화탄소·먼지·불소화물·염화수소·질소산화물·시안화수소) 자체에 들어 있지 않아 1킬로그램당 부과금액이 정해져 있지 않다.

문제 85
대기환경보전법령상 배출허용기준 준수여부를 확인하기 위한 기후에너지환경부령으로 정하는 대기오염도 검사기관에 해당하지 않는 것은?
1환경기술인협회
2한국환경공단
3특별자치도 보건환경연구원
4국립환경과학원
정답 및 해설

대기오염도 검사기관은 국립환경과학원, 시·도의 보건환경연구원, 유역환경청·지방환경청·수도권대기환경청, 한국환경공단 등으로 한정돼 있다(대기환경보전법 시행규칙 제40조제2항). 환경기술인협회는 포함되지 않는다.

문제 86
대기환경보전법상 대기오염 배출시설 및 방지시설의 운영과 관련한 금지행위가 아닌 것은? (단, 예외사항 제외)
1배출시설로부터 나오는 오염물질의 공동처리를 위한 공동방지시설을 설치하는 행위
2오염도를 낮추기 위하여 배출시설에서 나오는 오염물질에 공기를 섞어 배출하는 행위
3방지시설을 거치지 아니하고 오염물질을 배출할 수 있는 공기조절장치를 설치하는 행위
4배출시설을 가동할 때에 방지시설을 가동하지 아니하는 행위
정답 및 해설

공동방지시설을 설치하는 행위는 오염물질을 함께 처리하기 위한 정상적인 조치로, 대기환경보전법상 금지되는 행위가 아니다.

  • 오염물질에 공기를 섞어 배출하는 행위는 농도를 희석해 배출하는 금지행위에 해당한다.
  • 방지시설을 거치지 않고 배출할 수 있는 공기조절장치(바이패스)를 설치하는 행위도 금지된다.
  • 배출시설을 가동하면서 방지시설을 가동하지 않는 행위 역시 금지된다.
문제 87
대기 배출시설 설치허가 신청에 필요한 첨부서류가 아닌 것은?
1배출시설의 설치내역서
2방지시설의 일반도
3방지시설의 연간 유지관리계획서
4종업원수 및 용수사용량 예측내역서
정답 및 해설

종업원수 및 용수사용량 예측내역서는 대기 배출시설 설치허가 신청 시 요구되는 첨부서류 목록에 해당하지 않는다.

배출시설의 설치내역서, 방지시설의 일반도, 방지시설의 연간 유지관리계획서 등은 허가 신청 시 첨부해야 하는 서류에 해당한다.

문제 88
악취방지법령상 지정악취물질이 아닌 것은?
1아세트알데하이드
2메틸메르캅탄
3톨루엔
4벤젠
정답 및 해설

악취방지법 시행규칙 [별표 1]에 열거된 지정악취물질 22종에 벤젠은 포함되어 있지 않다.

아세트알데하이드와 메틸메르캅탄은 2005년 2월 10일부터, 톨루엔은 자일렌ㆍ메틸에틸케톤 등과 함께 2008년 1월 1일부터 지정악취물질로 적용되고 있다.

벤젠은 대기환경보전법 시행규칙 [별표 2]의 특정대기유해물질로 관리되는 물질이어서 악취 항목과는 구분된다.

문제 89
대기환경보전법상 위반행위 중 “200만원 이하의 과태료 부과”에 해당하는 것은?
1제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 자동차연료를 사용한 자
2제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제를 공급 한 자
3배출허용기준에 맞는지의 여부 확인을 위해 배출시설에 측정 기기의 부착 등의 조치를 하지 아니한 자
4제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제임을 알면서 사용한 자
정답 및 해설

제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제를 제조하거나 공급·판매한 자는 징역·벌금 등 형사처벌 대상인 반면, 그 사실을 알면서도 사용한 자는 과태료 대상으로 구분되므로 200만원 이하의 과태료에 해당한다.

부적합 자동차연료를 사용한 행위나 배출시설에 측정기기 부착 등의 조치를 하지 아니한 행위는 각각 별도의 과태료·벌칙 조항에서 다루어져 이 구간과는 구분된다.

문제 90
환경정책기본법령상 시ㆍ도로부터 해당 지역의 환경적 특수성을 고려하여 필요하다고 인정되어 보다 확대ㆍ강화된 별도의 환경기준을 설정 또는 변경한 경우, 누구에게 보고하여야 하는가?
1국무총리
2기후에너지환경부장관
3보건복지부장관
4국토교통부장관
정답 및 해설

「환경정책기본법」 제12조제4항에 따라, 시ㆍ도지사가 조례로 지역환경기준을 설정하거나 변경한 경우에는 이를 지체 없이 환경부장관(현 기후에너지환경부장관)에게 통보해야 한다.

지역환경기준은 지역의 환경적 특수성을 고려해 국가 환경기준보다 확대ㆍ강화된 방향으로만 정할 수 있고, 완화할 수는 없다.

문제 91
실내공기질 관리법령상 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준으로 옳은 것은?
1스티렌 360μg/m3 이하
2폼알데하이드 360μg/m3 이하
3자일렌 360μg/m3 이하
4에틸벤젠 360μg/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 [별표 4의2] 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준에서 에틸벤젠은 360μg/m3 이하로 규정되어 있다.

나머지 보기는 기준값이 다르다.

  • 폼알데하이드는 210μg/m3 이하이다.
  • 자일렌은 700μg/m3 이하이다.
  • 스티렌은 300μg/m3 이하이다.

이 밖에 벤젠 30μg/m3 이하, 톨루엔 1,000μg/m3 이하, 라돈 148Bq/m3 이하가 함께 규정되어 있다.

문제 92
대기환경보전법규상 천연가스 연료 항목 중 그 제조기준 함량(%)이 가장 높은 항목은?
1메탄(부피%)
2에탄(부피%)
3C3 이상의 탄화수소(부피%)
4C6 이상의 탄화수소(부피%)
정답 및 해설

시행규칙 별표 33의 천연가스 제조기준은 메탄 88.0 부피 % 이상, 에탄 7.0 % 이하, C₃ 이상의 탄화수소 5.0 % 이하, C₆ 이상의 탄화수소 0.2 % 이하다.

메탄만 하한(이상) 기준이고 나머지는 모두 상한(이하) 기준이므로, 제조기준 함량이 가장 높은 항목은 메탄이다.

문제 93
대기환경보전법규상 자동차연료 제조기준 중 바이오가스의 항목에 따른 제조기준으로 옳지 않은 것은?
1메탄(부피%) : 85.0 이상
2수분(mg/Nm3) : 32 이하
3황분(ppm) : 10 이하
4불활성가스(CO2, N2 등)(부피%) : 5.0 이하
정답 및 해설

바이오가스의 메탄 제조기준은 부피분율 95.0% 이상이므로 85.0% 이상이라는 서술이 옳지 않다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 33(자동차연료·첨가제 또는 촉매제의 제조기준)의 바이오가스 항목은 메탄 95.0% 이상, 수분 32mg/N㎥ 이하, 황분 10ppm 이하, 불활성가스 5.0% 이하로 정하고 있다.

나머지 항목은 이 기준과 그대로 일치한다.

  • 수분은 32mg/N㎥ 이하로 규정과 같다.
  • 황분은 10ppm 이하로 규정과 같다.
  • 이산화탄소·질소 등 불활성가스는 5.0% 이하로 규정과 같다.
문제 94
대기환경보전법규상 대기오염방지시설과 가장 거리가 먼 것은? (단, 기타의 경우는 제외)
1중력집진시설
2여과집진시설
3간접연소에 의한 시설
4산화환원에 의한 시설
정답 및 해설

대기오염방지시설에는 직접연소에 의한 시설이 규정되어 있고 "간접연소에 의한 시설"은 없다(대기환경보전법 시행규칙 별표 4).

별표 4는 중력·관성력·원심력·세정·여과·전기·음파 집진시설, 흡수 및 흡착에 의한 시설, 직접연소·촉매반응·응축·산화환원·미생물 처리·연소조절에 의한 시설 등을 열거한다.

문제 95
대기환경보전법규상 기후에너지환경부장관이 대기오염물질을 총량으로 규제하고자 할때 고시해야 하는 사항으로 거리가 먼 것은? (단 , 기타사항은 제외)
1총량규제구역
2총량규제 대기오염물질
3대기오염물질의 저감계획
4규제기준농도
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제24조가 정한 총량규제 고시사항은 총량규제구역, 총량규제 대기오염물질, 대기오염물질의 저감계획과 그 밖에 총량규제구역의 대기관리를 위하여 필요한 사항이다.

규제기준농도는 여기에 들어 있지 않다. 총량규제는 농도가 아니라 배출 총량을 묶는 제도라는 점과도 맞물린다.

문제 96
대기환경보전법규상 측정망 설치계획을 고시할 때 포함되어야 할 사항과 거리가 먼 것은? (단, 그 밖의 사항 등은 제외)
1측정망 배치도
2측정망 설치시기
3측정망 교체주기
4측정소를 설치할 토지 또는 건축물의 위치 및 면적
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제12조제1항은 측정망설치계획에 측정망 설치시기, 측정망 배치도, 측정소를 설치할 토지 또는 건축물의 위치 및 면적이 포함되도록 정한다. 측정망 교체주기는 들어 있지 않다.

이 계획은 최초로 측정소를 설치하는 날부터 3개월 이전에 고시해야 한다.

문제 97
대기환경보전법규상 휘발유를 연료로 사용하는 “경자동차”의 배출가스 보증기간 적용기준으로 옳은 것은? (단, 2016년 1월 1일 이후 제작 자동차)
115년 또는 240,000km
210년 또는 192,000km
32년 또는 160,000km
41년 또는 20,000km
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 18에 따라 2016년 1월 1일 이후 제작된 휘발유 경자동차의 배출가스 보증기간은 15년 또는 240,000km이며, 소형·중형 승용·화물자동차도 같다.

같은 시기라도 연료가 다르면 기준이 달라져, 가스 경자동차는 10년 또는 192,000km, 경유 경자동차(택시 제외)는 10년 또는 160,000km가 적용된다.

문제 98
대기환경보전법령상 배출허용기준 초과와 관련하여 개선명령을 받은 경우로서 개선하여야 할 사항이 배출시설 또는 방지시설인 경우 사업자가 시ㆍ도지사에게 제출하여야 하는 개선계획서에 포함 또는 첨부되어야 하는 사항에 해당하지 않는 것은?
1배출시설 또는 방지시설의 개선명세서 및 설계도
2대기오염물질의 처리방식 및 처리효율
3운영기기 진단계획
4공사기간 및 공사비
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 제38조제1항제2호는 개선할 사항이 배출시설 또는 방지시설인 경우 개선계획서에 개선명세서 및 설계도, 대기오염물질의 처리방식 및 처리효율, 공사기간 및 공사비를 담도록 정한다. 운영기기 진단계획은 여기에 들어 있지 않다.

진단계획은 같은 항 제1호, 즉 굴뚝 자동측정기기 관련 조치명령을 받았을 때 “굴뚝 자동측정기기의 운영ㆍ관리 진단계획”으로 요구되는 항목이라 적용 대상이 다르다.

문제 99
대기환경보전법규상 시설의 가동시간, 대기오염물질 배출량 등에 관한 사항을 대기오염물질 배출시설 및 방지시설의 운영기록부에 매일 기록하고, 최종 기재한 날부터 얼마동안 보존하여야 하는가?
16개월간
21년간
32년간
43년간
정답 및 해설

배출시설 및 방지시설의 운영기록부는 매일 작성하고, 최종 기재일로부터 1년간 보존해야 한다.

이는 가동시간이나 오염물질 배출량 등 운영 관련 사항을 사후에 확인할 수 있도록 하기 위한 보존 의무 규정이다.

문제 100
실내공기질 관리법상 다중이용시설을 설치하는 자는 기후에너지환경부령으로 정한 기준을 초과한 오염물질방출 건축자재를 사용해서는 안 되는데, 이 규정을 위반하여 사용한 자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?
11년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
2500만원 이하의 과태료
3200만원 이하의 과태료
4100만원 이하의 과태료
정답 및 해설

실내공기질관리법상 기준을 초과한 오염물질방출 건축자재를 사용한 자에 대한 벌칙은 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금이다.

이는 과태료가 아니라 형사처벌에 해당하는 규정으로, 다중이용시설 설치자가 건축자재 기준을 지키도록 강제하는 조항이다.

대기환경기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
23년 4회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
대기 중에 부유하는 중금속에 관한 설명으로 알맞지 않는 것은?
1수은은 증기 또는 먼지의 형태로 대기 중에 배출되고 미량으로도 인체에 영향을 미치며 널리 알려진 것은 미나마타병이다.
2카드뮴은 주로 산화카드뮴이나 황산카드뮴으로 존재하고 아연정련, 카드뮴축전지, 전기도금, 살충제 제조공장 등에서 발생한다.
3납은 주로 대기중에 미세 입자로 존재하고 골수의 신경기능장해로 파킨스병을 유발하며, 방부제나 형광등 제조 공장에서 대부분이 발생된다.
4크롬은 피혁공업, 염색공업, 시멘트제조업 등에서 발생 되며 호흡기 또는 피부를 통하여 체내로 유입된다.
정답 및 해설

납 중독으로 알려진 신경계 질환은 파킨슨병이 아니라 빈혈, 말초신경장해, 뇌증 등이며, 파킨슨병과 유사한 증상은 오히려 망간 중독의 특징으로 알려져 있다.

납은 자동차 배기가스나 축전지·안료 제조 등에서 주로 배출되며, 방부제나 형광등 제조가 대부분을 차지한다고 보기는 어렵다.

  • 수은은 미량으로도 인체에 영향을 미치며 미나마타병의 원인 물질로 알려져 있다.
  • 카드뮴은 아연정련, 축전지, 도금, 살충제 제조 공정에서 발생하는 것으로 알려져 있다.
  • 크롬은 피혁·염색·시멘트 공업에서 발생해 호흡기나 피부로 체내에 유입된다.
문제 2
대기오염에서의 ppm은 부피당 부피(V/V)와 무게당 무게(W/W)가 이용된다. 이산화질소 1.O V/V ppm에 상당하는 W/W ppm은? (단, 0℃, 1기압을 기준으로 한다.)
10.91
21.08
31.26
41.58
정답 및 해설

이산화질소 1.0ppm(V/V)에 해당하는 질량 기준 농도는 약 1.58ppm(W/W)이다.

부피비 농도는 몰분율과 같으므로, 이를 질량비로 바꾸려면 오염물질의 분자량을 공기의 평균분자량으로 나누어 곱하면 된다.

1.0×4629≈1.581.0 \times \dfrac{46}{29} \approx 1.58

이산화질소의 분자량(46)이 공기 평균분자량(29)보다 크기 때문에 질량 기준 값이 부피 기준 값보다 커진다.

문제 3
온실효과 및 지구 온난화에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?
1지구온난화지수(GWP)는 SF6 가 HFCs 에 비해 크다.
2대기의 온실효과는 실제 온실에서의 보온작용과 같은 원리이다.
3온실효과에 대한 기여도는 N2O > CFC 11 & 12 이다.
4북반구에서의 계절별 CO2 농도경향은 봄·여름이 가을·겨울철보다 높은 편이다.
정답 및 해설

SF6의 지구온난화지수(GWP)는 HFCs류보다 커서, 대표적인 고효율 온실가스로 꼽힌다.

  • 대기의 온실효과는 실제 온실의 보온 원리와는 작동 메커니즘이 다르다.
  • 온실효과 기여도는 일반적으로 CFC 11·12가 N2O보다 큰 것으로 알려져 있다.
  • 북반구 대기 중 CO2 농도는 광합성이 활발한 봄·여름철에 낮고 가을·겨울철에 높아지는 경향을 보인다.
문제 4
대기압력이 990mb인 높이에서의 온도가 22℃였다. 온위는 얼마인가?
1275.63K
2280.63K
3256.46K
4295.86K
정답 및 해설

온위는 임의 고도의 기온을 기준기압(1000mb)까지 단열적으로 이동시켰을 때의 온도로, θ=T(1000P)0.286\theta = T \left(\dfrac{1000}{P}\right)^{0.286} 로 구한다.

주어진 온도 22℃는 절대온도로 295K이고 기압은 990mb이므로, 이를 대입한다.

θ=295×(1000990)0.286≈295×1.00288\theta = 295 \times \left(\dfrac{1000}{990}\right)^{0.286} \approx 295 \times 1.00288

따라서 온위는 약 295.86K로 계산된다.

문제 5
유효굴뚝 높이 100m의 굴뚝으로부터 배출되는 아황산가스가 지상 최고농도를 나타내는 지점은? (단, Cz= 0.07, 대기안정도 계수 n= 0.25, Sutton식 적용)
1약 4000m
2약 5000m
3약 6000m
4약 7000m
정답 및 해설

Sutton식에 의한 최대 지상농도 발생 거리는 유효굴뚝높이와 확산계수, 안정도 계수로 정해지며, 계산 결과 약 4000m 지점에서 나타난다.

최대착지거리는 Xmax=(HeCz)22−nX_{max} = \left(\dfrac{H_e}{C_z}\right)^{\frac{2}{2-n}} 로 구한다.

유효굴뚝높이 100m, Cz=0.07, n=0.25를 대입하면 Xmax=(1000.07)1.143≈1428.61.143X_{max} = \left(\dfrac{100}{0.07}\right)^{1.143} \approx 1428.6^{1.143} 이다.

이를 계산하면 약 4030m로, 선택지 중 4000m 근처 값에 해당한다.

문제 6
다음 중 대기 중에서 태양광선을 받아 광화학반응을 일으켜 생성되는 2차 오염물질에 해당하지 않는 것은?
1CH3ONO2
2O3
3H2O2
4C3H8
정답 및 해설

프로판(C3H8)은 연료로 대기 중에 직접 배출되는 1차 오염물질로, 광화학반응으로 새로 생성되는 물질이 아니다.

  • 질산메틸(CH3ONO2)은 질소산화물과 탄화수소의 광화학반응으로 만들어지는 유기질산염 계열의 2차 오염물질이다.
  • 오존(O3)은 질소산화물과 탄화수소가 자외선을 받아 생성되는 대표적 2차 오염물질이다.
  • 과산화수소(H2O2)도 광화학 스모그 과정에서 생성되는 산화성 2차 오염물질이다.
문제 7
대기와 해양의 상호작용에 해당되는 엘니뇨와 라니냐에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1엘니뇨와 상대적인 현상으로 라니냐는 무역풍이 상대적으로 약화되어 서태평양의 온도가 감소된다.
2대기와 해양의 상호작용으로 열대 동태평양에서 중태평양에 걸친 광범위한 구역에서 해수면의 온도 상승을 엘니뇨라 한다.
3엘니뇨와 라니냐는 서로 독립적인 현상이 아니라, 반대 위상을 가지는 자연계의 진동현상이라 할 수 있다.
4엘니뇨 시기에는 서태평양의 기압이 높아지고 남태평양의 기압이 내려가는 남방진동이 나타난다.
정답 및 해설

라니냐 시기에는 무역풍이 강화되어 따뜻한 표층수가 서태평양 쪽으로 더 몰리면서 서태평양의 수온이 오히려 상승하므로, 무역풍 약화와 서태평양 수온 감소를 함께 서술한 것은 실제 현상과 반대된다.

엘니뇨는 열대 동태평양에서 중태평양에 걸쳐 해수면 온도가 상승하는 현상으로, 라니냐와는 반대 위상을 가지는 하나의 진동 현상으로 이해된다.

엘니뇨 시기에는 서태평양과 동태평양 사이의 기압 배치가 평상시와 반대로 바뀌는 남방진동이 함께 나타난다.

문제 8
지상 10m에서의 풍속이 2.5m/sec라면 50m에서의 풍속은? (단,Deacon의 power law인용, 대기안정도에 따른 P=0.5 )
14.1m/sec
25.6m/sec
36.2m/sec
47.8m/sec
정답 및 해설

Deacon의 지수법칙을 적용하면 지상 50m 높이의 풍속은 약 5.6m/sec로 계산된다.

풍속은 U2=U1(Z2Z1)PU_2 = U_1 \left(\dfrac{Z_2}{Z_1}\right)^{P} 로 구하며, 여기서 P는 대기안정도에 따른 지수이다.

지상 10m 풍속 2.5m/sec, 지수 0.5를 대입하면 U2=2.5×(5010)0.5=2.5×2.236U_2 = 2.5 \times \left(\dfrac{50}{10}\right)^{0.5} = 2.5 \times 2.236 이다.

따라서 50m 높이의 풍속은 약 5.6m/sec이다.

문제 9
1984년 인도 중부지방의 보팔시에서 발생한 대기오염사건의 원인물질은?
1SOx
2H2S
3CH3CNO
4COCl2
정답 및 해설

1984년 인도 보팔 사고의 원인물질은 살충제 원료인 메틸아이소사이아네이트(MIC)로, 저장탱크에 물이 유입되며 급격히 반응해 대량 누출되었다.

SOx는 뮤즈계곡ㆍ도노라ㆍ런던 스모그 사건의 원인물질이고, COCl2(포스겐)는 화학전 독가스로 알려진 물질이다.

문제 10
시정거리에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은? (단, 입자 산란에 의해서만 빛이 감쇠되고, 입자상 물질은 모두 같은 크기의 구형태로 분포하고 있다고 가정한다.)
1시정거리는 대기 중 입자의 산란계수에 비례한다.
2시정거리는 대기 중 입자의 농도에 반비례한다.
3시정거리는 대기 중 입자의 밀도에 비례한다.
4시정거리는 대기 중 입자의 직경에 비례한다.
정답 및 해설

시정거리는 Lv=5.2 ρ rK CL_v=\dfrac{5.2\,\rho\, r}{K\, C}로 주어져 산란계수 K에 반비례한다. 산란이 클수록 시정은 나빠지므로 "비례"는 성립할 수 없다.

같은 식에서 입자 밀도 ρ와 반경(직경)에는 비례하고, 입자 농도 C에는 반비례한다.

문제 11
대기오염모델 중 수용모델의 특징에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1측정자료를 입력자료로 사용하므로 시나리오 작성이 용이하여 미래예측이 쉽다.
2입자상 및 가스상 물질, 가시도 문제 등 환경전반에 응용할 수 있다.
3지형, 기상학적 정보가 없는 경우도 사용이 가능하다.
4수용체 입장에서 영향평가가 현실적으로 이루어질 수 있다.
정답 및 해설

수용모델은 측정자료를 근거로 이미 발생한 오염 상황을 해석하는 방법이어서, 미래 시나리오 예측에는 취약하다는 한계가 확산모델과 대비되는 특징으로 꼽힌다.

  • 입자상·가스상 물질은 물론 가시도 저하 문제까지 폭넓게 응용할 수 있다.
  • 지형이나 기상학적 정보가 없어도 측정자료만으로 적용할 수 있다.
  • 오염원보다 수용체 입장에서 현실적인 영향평가가 가능하다.
문제 12
굴뚝 높이 상하층에서 각각 침강역전과 복사역전이 동시에 발생되는 경우의 연기 형태는?
1환상형(Looping)
2원추형(Coning)
3훈증형(Fumigation)
4구속형(trapping)
정답 및 해설

굴뚝 높이보다 아래층은 복사역전, 위층은 침강역전이 동시에 존재하면 연기가 두 역전층 사이에 갇혀 확산되는 구속형(Trapping) 형태가 된다.

환상형은 대기가 불안정할 때, 원추형은 중립에 가까운 조건일 때, 훈증형은 지표 부근이 불안정하고 그 위에 역전층이 있을 때 나타나는 형태로 이번 조건과는 다르다.

문제 13
고도가 높아짐에 따라 기온이 급격히 떨어져 대기가 불안정하고 난류가 심할 때, 연기의 확산 형태는?
1상승형(lofting)
2환상형(looping)
3부채형(fanning)
4훈중형(fumigation)
정답 및 해설

고도에 따라 기온이 급격히 떨어지는 상태는 과단열감률(강한 불안정)이며, 이때 연기는 상하로 크게 요동치는 환상형(looping)을 그린다. 맑고 바람이 약한 한낮에 잘 나타난다.

부채형은 역전층 속 안정 상태, 상승형은 하층 안정ㆍ상층 불안정, 훈증형은 하층 불안정ㆍ상층 안정일 때 나타난다.

문제 14
다음 중 불화수소(HF)의 주료 배출관련 업종으로 가장 적합한 것은?
1가스공업, 펄프공업
2도금공업, 플라스틱공업
3염료공업, 냉동공업
4화학비료공업, 알루미늄공업
정답 및 해설

불화수소(HF)는 인광석 등을 원료로 쓰는 화학비료공업과 빙정석을 이용해 산화알루미늄을 전해환원하는 알루미늄공업에서 주로 배출된다.

가스·펄프공업은 주로 황화합물, 도금·플라스틱공업은 시안화물이나 염화수소 계열, 염료·냉동공업은 각각 다른 유기성·냉매성 오염물질과 관련이 깊어 HF의 주 배출원과는 거리가 있다.

문제 15
굴뚝연기의 모양 중 원추형에 관한 설명으로 알맞는 것은?
1대기안정도가 불안정한 조건에서 발생된다.
2복사역전층 내에 배출원이 존재할 때 발생한다.
3굴뚝 배출원에 의한 지표오염도가 가장 높은 plume 형태이다.
4구름이 많이 낀 날에 주로 관찰된다.
정답 및 해설

원추형(Coning)은 대기안정도가 중립에 가까운 조건에서 나타나며, 구름이 많이 낀 날씨처럼 강한 일사나 복사냉각이 없을 때 주로 관찰된다.

대기가 불안정할 때는 환상형이, 복사역전층 내에 배출원이 있을 때는 부채형이, 지표오염도가 가장 높게 나타나는 형태는 훈증형이므로 각각 원추형과는 구분된다.

문제 16
다음 식물 중 아황산가스에 대한 저항력이 가장 큰 것은?
1까치밤나무
2포도
3단풍
4등나무
정답 및 해설

까치밥나무는 아황산가스에 대한 저항력이 큰 식물로 분류된다.

반면 포도·단풍·등나무는 모두 아황산가스에 민감한 편이어서 비교적 낮은 농도에서도 잎맥 사이가 표백되는 피해가 나타난다.

문제 17
상자모델이론을 전개하기 위하여 설정된 가정이 아닌 것은?
1고려된 공간에서 오염물의 농도는 균일하다.
2오염물은 지면의 한 지점에서 일정하게 배출된다.
3고려되는 공간의 수직단면에 직각방향으로 부는 바람의 속도가 일정하여 환기량이 일정하다.
4오염물의 분해는 일차반응에 의한다.
정답 및 해설

상자모델은 오염물이 지표면 전역에서 고르게(면오염원 형태로) 배출된다고 가정하므로, 오염물이 지면의 한 지점에서 배출된다는 서술은 상자모델의 가정과 맞지 않는다.

  • 상자 내부의 오염물 농도는 어디서나 균일하다고 가정한다.
  • 상자 수직단면에 직각으로 부는 바람의 속도가 일정해 환기량이 일정하다고 가정한다.
  • 오염물의 분해는 1차반응을 따른다고 가정한다.
문제 18
대기오염물의 분산과정에서 최대 혼합깊이(Maximum mixing depth)를 가장 적합하게 표현한 것은?
1열부상 효과에 의한 대류혼합층의 높이
2풍향에 의한 대류혼합층의 높이
3기압의 변화에 의한 대류혼합층의 높이
4오염물간 화학반응에 의한 대류혼합층의 높이
정답 및 해설

최대혼합깊이(MMD)는 지표가 데워져 생긴 열부상 대류가 도달하는 혼합층의 높이로, 오염물질이 연직으로 섞일 수 있는 범위를 뜻한다.

대류로 정해지는 값이므로 보통 오후에 가장 크고 새벽에 가장 작으며, MMD가 작을수록 오염물질이 갇혀 농도가 높아진다.

문제 19
다음 중 지구 온나화를 일으키는 온실가스와 가장 거리가 먼 것은?
1CO2
2CO
3CH4
4N2O
정답 및 해설

일산화탄소(CO)는 대기 중 반응성이 높아 다른 오염물질의 산화 과정에 관여하지만, 교토의정서 등이 규정하는 대표 온실가스 목록에는 포함되지 않는다.

이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 아산화질소(N2O)는 모두 적외선을 흡수해 지구 온난화에 직접 기여하는 대표적 온실가스로 분류된다.

문제 20
따뜻한 공기가 찬 지표면이나 수면 위를 불어갈 때 따뜻한 공기의 하층이 찬 지표면 수면에 의해 냉각되어 발생하는 역전의 형태는?
1접지역전
2침강역전
3전선역전
4해풍역전
정답 및 해설

따뜻한 공기가 찬 지표면·수면 위로 이류하면서 아래쪽부터 냉각되어 생기는 역전이 접지역전(이류형 접지역전)이다.

침강역전은 고기압권에서 공기가 하강·단열압축되어 상층에 생기는 공중역전이고, 전선역전은 찬 기단 위로 따뜻한 기단이 올라탈 때 전선면을 따라 생긴다.

문제 21
프로판(C3H8) 1Sm3을 완전연소 시켰을 때 건조연소가스 중의 CO2 농도는 11%이었다. 공기비는 약 얼마인가?
11.05
21.15
31.23
41.39
정답 및 해설

C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}이므로 A0=5/0.21=23.81A_0=5/0.21=23.81이고 생성 CO₂는 3 Sm³이다.

건조배출가스량은 Gd=mA0−5+3=23.81m−2G_d=mA_0-5+3=23.81m-2이고 CO₂ 농도가 11 %이므로
323.81m−2=0.11\dfrac{3}{23.81m-2}=0.11

정리하면 m=3/0.11+223.81m=\dfrac{3/0.11+2}{23.81}로 공기비는 약 1.23이다.

문제 22
부탄(C4H10) 몇 kg을 완전연소하면 이론적 필요한 공기량이 775kg-air이 되겠는가?
1약 45kg 부탄
2약 50kg 부탄
3약 55kg 부탄
4약 60kg 부탄
정답 및 해설

부탄(C4H10)을 완전연소할 때 이론공기량이 775kg에 이르려면 약 50kg의 부탄이 필요하다.

연소반응식은 C4H10+6.5O2→4CO2+5H2OC_4H_{10} + 6.5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O 이며, 부탄 1kg당 필요한 산소량은 6.5×3258≈3.586 kg\dfrac{6.5 \times 32}{58} \approx 3.586\ \mathrm{kg} 이다.

공기 중 산소의 질량비를 약 23.2%로 보면 부탄 1kg당 이론공기량은 3.5860.232≈15.46 kg\dfrac{3.586}{0.232} \approx 15.46\ \mathrm{kg} 이다.

따라서 필요한 부탄의 양은 77515.46≈50 kg\dfrac{775}{15.46} \approx 50\ \mathrm{kg} 으로 계산된다.

문제 23
굴뚝내의 배기가스의 평균온도는 127℃, 외부대기의 온도는 27℃이다. 이 때 통풍력을 30mmH2O로 하려면 굴뚝의 높이는 얼마로 해야 하나? (단, 연소가스와 공기의 표준상태에서의 비중량은 1.3kg/Sm3이고, 굴뚝내의 압력손실은 무시한다.)
1약 67 m
2약 84 m
3약 93 m
4약 101 m
정답 및 해설

통풍력 30mmH2O를 얻으려면 굴뚝 높이가 약 101m가 되어야 한다.

통풍력은 Z=273×H×γ×(1273+ta−1273+tg)Z = 273 \times H \times \gamma \times \left(\dfrac{1}{273+t_a} - \dfrac{1}{273+t_g}\right) 로 구하며, ta는 외기온도, tg는 배기가스온도, γ는 표준상태 비중량이다.

외기 27℃, 배기가스 127℃, 비중량 1.3kg/Sm3을 대입하면 Z=273×1.3×H×(1300−1400)≈0.2958HZ = 273 \times 1.3 \times H \times \left(\dfrac{1}{300} - \dfrac{1}{400}\right) \approx 0.2958H 이다.

이를 30mmH2O로 놓고 풀면 H=300.2958≈101 mH = \dfrac{30}{0.2958} \approx 101\ \mathrm{m} 가 된다.

문제 24
다음 중 기체연료의 연소방법으로서 역화 위험이 가장 큰 것은?
1확산연소
2부유연소
3난류연소
4예혼합연소
정답 및 해설

예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞은 뒤 연소시키는 방식이어서, 혼합기의 유속이 화염전파속도보다 느려지면 불꽃이 버너 안쪽으로 역류하는 역화가 발생하기 쉽다.

확산연소나 부유연소, 난류연소는 연료와 공기가 연소 직전에 혼합되거나 확산되며 타는 방식이어서 예혼합연소에 비해 역화 위험이 상대적으로 낮다.

문제 25
다음 주요 기체연료 중 일반적으로 발열량이 가장 큰 것은? (단, 발열량단위 : kcal/Sm3)
1발생로가스
2고로가스
3수성가스
4아세틸렌
정답 및 해설

같은 부피(Sm3) 기준으로 비교하면 아세틸렌은 연소열이 매우 커서 발생로가스·고로가스·수성가스 같은 저열량 가스연료보다 발열량이 월등히 크다.

발생로가스와 고로가스는 불연성 성분(질소, 이산화탄소 등)의 비율이 높아 단위 부피당 발열량이 낮은 편이고, 수소·일산화탄소가 주성분인 수성가스도 아세틸렌에는 미치지 못한다.

문제 26
연소에 관한 용어 설명으로 옳지 않은 것은?
1유동점은 저온에서 중유를 취급할 경우의 난이도를 나타내는 척도가 될 수 있다.
2인화점은 액체연료의 표면에 인위적으로 불씨를 가했을 때 연소하기 시작하는 최저온도이다.
3발열량은 연료가 완전연소 할 때 단위중량 혹은 단위부피당 발생하는 열량으로 잠열을 포함하는 저발열량과 포함하지 않는 고발열량으로 구분된다.
4발화점은 공기가 충분한 상태에서 연료를 일정온도 이상으로 가열했을 때 외부에서 점화하지 않더라도 연료 자신의 연소열에 의해 연소가 일어나는 최저온도이다.
정답 및 해설

발열량 설명에서 고·저발열량이 뒤바뀌었다. 수증기 잠열을 포함하는 쪽이 고발열량이고, 잠열을 빼고 남은 것이 저발열량이다.

나머지는 맞다. 유동점은 저온에서 중유를 다루기 쉬운 정도를 나타내고, 인화점은 불씨를 댔을 때 타기 시작하는 최저온도, 발화점은 점화원 없이 스스로 타기 시작하는 최저온도다.

문제 27
액체연료 연소장치 중 건타입(Gun type)버너에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1유압은 보통 7kg/cm2 이상 이다.
2연소가 양호하고 전자동 연소가 가능하다.
3형식은 유압식과 공기분무식을 합한 것이다.
4유량조절 범위가 넓어 대형 연소에 사용한다.
정답 및 해설

건타입 버너는 유량조절 범위가 좁아 가정용 온수보일러 같은 소용량에 쓰인다. "유량조절 범위가 넓어 대형 연소에 사용한다"는 서술이 잘못됐다.

유압식과 공기분무식을 합한 형식으로 유압 7kg/cm2 이상에서 분무하며, 송풍기와 점화장치가 일체형이라 전자동 연소가 가능하고 연소상태가 양호하다.

문제 28
르샤틀리에가 주장한 열역학적인 평형이동에 관한 원리를 가장 적합하게 설명한 것은?
1평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화를 감소시키는 방향으로 반응이 진행된다.
2평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화를 증가시키는 방향으로 평형이동이 진행된다.
3평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화는 도중의 경로에 관계하지 않고 시작과 끝 상태만으로 결정된다.
4평형상태에 있는 물질계의 온도, 압력을 변화시키면 그 변화는 압력에는 무관하고, 온도변화를 감소시키는 방향으로 반응이 진행된다.
정답 및 해설

르샤틀리에의 원리는 평형상태의 물질계에 온도나 압력 변화를 주면, 계가 그 변화를 줄이는(상쇄하는) 방향으로 반응이 진행되어 새로운 평형에 도달한다는 원리이다.

  • 변화를 오히려 증가시키는 방향으로 진행된다는 서술은 실제 원리와 반대된다.
  • 변화가 경로에 무관하고 시작과 끝 상태로만 결정된다는 서술은 헤스의 법칙에 해당하는 내용이다.
  • 압력과는 무관하다는 서술은 옳지 않으며, 르샤틀리에 원리는 온도와 압력 변화 모두에 적용된다.
문제 29
저위발열량이 4900kcal/Sm3인 가스연료의 이론연소온도(℃)는? (단, 이론연소가스량: 10Sm3/Sm3, 기준온도: 15℃, 연료연소가스의 평균정압비열: 0.35kcal/Sm3ㆍ℃, 공기는 예열되지 않으며, 연소가스는 해리되지 않는 것으로 한다.)
11015
21215
31415
41615
정답 및 해설

이론연소온도는 저위발열량이 모두 연소가스를 데우는 데 쓰인다고 보고 구한다.
t=HlG×Cp+t0t=\dfrac{H_l}{G\times C_p}+t_0

주어진 값을 대입하면
t=490010×0.35+15=1400+15=1415 ∘Ct=\dfrac{4900}{10\times0.35}+15=1400+15=1415\,^{\circ}\mathrm{C}

문제 30
연료 연소 시 공연비(AFR)가 이론량보다 작을 때 나타나는 현상으로 가장 적합한 것은?
1완전연소로 연소실 내의 열손실이 작아진다.
2배출가스 중 일산화탄소의 양이 많아진다.
3연소실벽에 미연탄화물 부착이 줄어든다.
4연소효율이 증가하여 배출가스의 온도가 불규칙하게 증가 및 감소를 반복한다.
정답 및 해설

공연비가 이론값보다 작다는 것은 연료에 비해 공기가 부족하다는 뜻이므로 불완전연소가 일어난다.

그 결과 일산화탄소와 매연·미연탄화물이 늘고 연소효율은 떨어진다. 미연분이 연소실 벽에 더 많이 달라붙고 열손실도 커진다.

문제 31
화염으로부터 열을 받으면 가연성 증기가 발생하는 연로로써, 휘발유, 등유, 알콜, 벤젠 등의 액체연료의 연소형태는?
1증발연소
2자기연소
3표면연소
4발화연소
정답 및 해설

증발연소는 액체연료가 화염의 열을 받아 표면에서 가연성 증기로 기화되고, 그 증기가 공기와 섞여 타는 연소형태로 휘발유·등유·알코올·벤젠 등이 여기에 해당한다.

자기연소는 물질 자체에 산소를 포함해 공기 중 산소 없이도 타는 형태, 표면연소는 코크스나 숯처럼 고체 표면에서 불꽃 없이 타는 형태로, 액체연료의 일반적 연소방식과는 다르다.

문제 32
미분탄 연소에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1부하변동에 쉽게 적용할 수 있으므로 대형과 대용량 설비에 적합하다.
2노벽 및 전열면에 쌓이는 재를 최소화시킬 수 있으며 화격자 연소에 비하여 공기비는 동일 수준이다.
3연소제어가 용이하고, 점화 및 소화시 손실이 적은 편이다.
4스토커연소에 비해 공기와의 접촉 및 열전달도 좋아지므로 작은 공기비로 완전연소가 가능한 편이다.
정답 및 해설

미분탄연소는 연료와 공기의 접촉이 좋아 화격자(스토커) 연소보다 공기비를 낮게 유지하면서도 완전연소가 가능한 방식이어서, 화격자 연소와 공기비가 동일 수준이라는 서술은 옳지 않다.

  • 부하변동 대응이 쉬워 대형·대용량 설비에 적합하다.
  • 연소제어가 용이하고 점화·소화 시 손실이 적은 편이다.
  • 스토커 연소보다 공기와의 접촉과 열전달이 좋아 작은 공기비로도 완전연소가 가능하다.
문제 33
다음중 자기 착화온도가 가장 낮은 연료는?
1코크스
2메탄
3일산화탄소
4목탄
정답 및 해설

목탄(숯)은 다공질 구조로 산소와의 접촉면적이 넓고 축열이 잘 되어, 메탄·일산화탄소·코크스 등 다른 연료보다 자연발화(자기착화) 온도가 낮은 편이어서 저장 중 자연발화 사고가 자주 보고된다.

메탄이나 일산화탄소 같은 가연성 가스는 상온에서 안정적이어서 착화를 위해 상대적으로 높은 온도가 필요하고, 코크스도 목탄보다 치밀한 구조여서 자연발화온도가 더 높은 편이다.

문제 34
메탄올 2.0kg을 완전 연소하는데 필요한 이론공기량(Sm3)은?
12.5
25.0
37.5
410.0
정답 및 해설

메탄올의 연소반응은 CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_3OH}+1.5\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}이고 분자량은 32이다.

메탄올 2.0kg은 2/32=0.0625 kmol2/32=0.0625\,\mathrm{kmol}이므로 필요한 산소는
O0=0.0625×1.5×22.4=2.1 Sm3O_0=0.0625\times1.5\times22.4=2.1\ \mathrm{Sm^3}

따라서
A0=2.10.21=10.0 Sm3A_0=\dfrac{2.1}{0.21}=10.0\ \mathrm{Sm^3}

문제 35
메탄의 고위발열량이 9900kcal/Sm3이라면 저위발열량(kcal/Sm3)은?
18540
28620
38790
48940
정답 및 해설

저위발열량은 고위발열량에서 생성된 수증기의 증발잠열을 뺀 값으로, 기체연료는 Hl=Hh−480 nH2OH_l = H_h - 480\,n_{\mathrm{H_2O}}로 구한다(kcal/Sm3 기준).

메탄은 CH4+2O2→CO2+2H2O\mathrm{CH_4}+2\mathrm{O_2}\rightarrow \mathrm{CO_2}+2\mathrm{H_2O}이므로 수증기가 2mol 생겨
Hl=9900−480×2=8940H_l = 9900 - 480\times 2 = 8940

따라서 저위발열량은 8940kcal/Sm3이다.

문제 36
연소 시 가연물의 구비조건으로 옳지 않은 것은?
1화학적으로 활성이 강할 것
2활성화 에너지가 클 것
3표면적이 클 것
4반응열이 클 것
정답 및 해설

가연물은 연소가 쉽게 시작되도록 활성화 에너지가 작아야 하므로, 활성화 에너지가 클 것을 구비조건으로 제시한 것은 옳지 않다.

  • 화학적으로 활성이 강할수록 반응이 잘 일어나 가연물의 조건에 부합한다.
  • 표면적이 클수록 산소와의 접촉이 늘어 연소가 촉진된다.
  • 반응열(발열량)이 클수록 연쇄적인 연소 진행에 유리하다.
문제 37
다음 자동차 배출가스 중 삼원촉매장치가 적용되는 물질과 가장 거리가 먼 것은?
1CO
2SOx
3NOx
4HC
정답 및 해설

삼원촉매장치는 CO와 HC를 산화시키고 NOx를 환원시키는 세 가지 반응을 한 촉매에서 동시에 처리하는 장치다.

SOx는 연료 속 황에서 나오므로 촉매로 처리하지 않고 연료의 저황화로 대응하며, 오히려 촉매를 피독시켜 성능을 떨어뜨린다.

문제 38
어떤 화학반응 과정에서 반응물질이 25% 분해하는 데 41.3분 걸린다는 것을 알았다. 이 반응이 1차라고 가정할 때, 속도상수 k는?
11.437×10-4 s-1
21.232×10-4 s-1
31.161×10-4 s-1
41.022×10-4 s-1
정답 및 해설

1차 반응은 ln⁡C0C=kt\ln\dfrac{C_0}{C} = kt를 따르고, 25%가 분해되면 남은 농도비는 0.75다.

시간을 초로 바꾼 t=41.3×60=2478 st = 41.3 \times 60 = 2478\,\mathrm{s}를 대입하면
k=ln⁡(1/0.75)2478=0.28772478=1.161×10−4 s−1k = \dfrac{\ln(1/0.75)}{2478} = \dfrac{0.2877}{2478} = 1.161\times10^{-4}\,\mathrm{s^{-1}}

문제 39
연소장치의 특성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1유동층 연소는 다른 연소법에 비해 NOx 생성 억제가 잘 되고, 화염층을 작게 할 수 있으므로 장치의 규모를 작게 할 수 있다.
2산포식 스토커, 계단식 스토커에 의한 연소방식은 화격자 연소장치에 속한다.
3미분탄을 사용하는 연소시설에서는 화염의 전파속도는 기체연료에 비해 작으며, 만일 버너로부터 분출속도가 클 경우에는 역화의 우려가 발생할 수 있다.
4미분탄 연소는 사용연료의 범위가 넓고, 스토커 연소에 적합하지 않은 점결탄과 저발열량탄 등도 사용할수가 있다.
정답 및 해설

미분탄 연소는 화염 전파속도가 기체연료보다 느려, 버너의 분출속도가 지나치게 크면 화염이 꺼지는 블로우오프(화염 이탈) 현상이 우려되는 것이지 역화가 문제되는 경우는 아니다.

  • 유동층 연소는 연소온도가 낮게 유지돼 NOx 생성이 억제되고 화염층을 작게 만들 수 있어 장치 규모를 줄일 수 있다.
  • 산포식·계단식 스토커는 화격자 연소장치의 한 종류에 해당한다.
  • 미분탄 연소는 사용연료 범위가 넓어 점결탄이나 저발열량탄도 사용할 수 있다.
문제 40
3000K 정도의 고온조건으로 연소할 때 일산화탄소가 상당량 발생되는 원인으로 옳은 것은?
1혼합상태가 불량해지기 때문이다.
2산소 부족현상이 나타나기 때문이다.
3이산화탄소가 열분해되기 때문이다.
4연소시간이 불충분해지기 때문이다.
정답 및 해설

약 3,000K의 고온에서는 이산화탄소가 열분해(2CO₂ → 2CO + O₂)되기 때문에 산소가 충분해도 일산화탄소가 상당량 생긴다.

혼합 불량, 산소 부족, 연소시간 부족은 온도가 낮거나 공기가 모자랄 때의 CO 발생 원인이라 고온조건의 설명으로는 맞지 않다.

문제 41
세정집진장치의 원리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1배기가스를 증습하면 입자의 응집이 낮아진다.
2액적에 입자가 충돌하여 부착된다.
3미립자가 확산되면 액적과의 접촉이 증가된다.
4액막과 기포에 입자가 접촉하여 부착된다.
정답 및 해설

배기가스를 증습(가습)하면 입자가 수분을 흡수해 부피와 무게가 커지므로 오히려 입자 간 응집이 촉진되어 집진효율이 향상되며, 응집이 낮아진다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 액적에 입자가 충돌해 부착되는 관성충돌은 세정 원리의 하나이다.
  • 미립자가 확산 운동을 하면 액적과의 접촉 기회가 늘어난다.
  • 액막이나 기포에 입자가 접촉해 부착되는 것도 세정의 포집 원리이다.
문제 42
아래의 유해가스들을 처리하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
1SiF4 - 활성탄 흡착법
2SO2 - 석회석 주입법
3Cl2 - 흡수법
4Dust gas - 사이클론, 스크러버
정답 및 해설

SiF4(사불화규소)는 물이나 알칼리 용액에 의한 흡수법으로 가수분해시켜 처리하는 것이 일반적이며, 활성탄 흡착법은 주로 유기용제나 냄새물질 제거에 쓰이는 방법이어서 SiF4 처리와는 거리가 있다.

  • SO2는 석회석을 이용한 흡수·중화 방식으로 널리 처리된다.
  • Cl2는 알칼리 용액에 의한 흡수법으로 제거할 수 있다.
  • 먼지(Dust)는 사이클론이나 스크러버 같은 집진장치로 처리한다.
문제 43
흡착제를 친수성(극성)과 소수성(비극성)으로 구분 할 때, 다음 중 친수성 흡착제에 해당하지 않는 것은?
1활성탄
2실리카겔
3활성 알루미나
4합성 지올라이트
정답 및 해설

활성탄은 표면이 탄소로 이루어진 비극성(소수성) 흡착제로, 물보다 유기증기를 선택적으로 흡착한다. 그래서 습한 배출가스에서도 VOC 제거에 쓸 수 있다.

실리카겔·활성 알루미나·합성 지올라이트는 표면에 극성 산화물기를 가진 친수성 흡착제로, 수분을 먼저 붙잡기 때문에 주로 건조·제습용으로 쓰인다.

문제 44
유해가스의 흡수이론에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1흡수는 기체상태의 오염물질을 흡수액을 사용하여 흡수 제거시키는 것으로 세정이라고도 한다.
2흡수조작에 사용되는 흡수제는 물 또는 수용액을 주로 사용한다.
3배출가스의 용매에 대한 용해도가 큰 기체인 경우에 헨리의 법칙이 적용될 수 있다.
4용해에 따른 복잡한 화학반응이 일어날 경우에는 성립하지 않는다.
정답 및 해설

헨리의 법칙은 배출가스가 용매에 대한 용해도가 작은(묽은) 기체일 때 잘 적용되므로, 용해도가 큰 기체에 적용된다는 서술은 옳지 않다.

  • 흡수는 기체 오염물질을 흡수액으로 제거하는 방법으로 세정이라고도 불린다.
  • 흡수제로는 물 또는 수용액이 주로 사용된다.
  • 용해 과정에서 복잡한 화학반응이 일어나면 헨리의 법칙이 성립하지 않는다.
문제 45
세정집진장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1분무탑은 침전물이 발생하는 경우에 사용이 적합하다.
2벤츄리스크러버는 점착성, 조해성 먼지의 제거에 효과적이다.
3제트스크러버는 처리가스량이 많은 경우에 사용이 적합하다.
4충전탑은 온도 변화가 크고 희석열이 큰 곳에는 사용이 적합하지 않다.
정답 및 해설

제트스크러버는 세정액을 노즐로 고속 분사할 때 생기는 흡인력으로 가스를 끌어들이는 방식이라, 처리가스량이 많으면 부적합하다. 다량의 세정액과 큰 동력이 필요하기 때문이다.

나머지는 모두 옳은 설명이다.

  • 분무탑은 구조가 단순해 침전물이 생기는 가스에도 폐색 없이 쓸 수 있다.
  • 벤츄리스크러버는 목부의 고속 액적 충돌력이 커서 점착성·조해성 먼지 제거에 효과적이다.
  • 충전탑은 온도 변화나 희석열이 크면 충전물이 손상돼 부적합하다.
문제 46
헨리의 법칙을 따르는 유해가스가 물속에 2.0kmol/m3 만큼 용해되어 있을 때, 분압이 258.4mmH2O 이었다면, 이 유해가스의 분압이 38mmHg로 될 때 물 속의 유해가스 농도는? (단, 기타 조건은 변화 없음)
110.0 kmol/m3
28.0 kmol/m3
36.0 kmol/m3
44.0 kmol/m3
정답 및 해설

헨리 법칙에서 용해농도는 분압에 비례하므로 두 분압의 단위를 먼저 통일해야 한다. 1 atm=760 mmHg=10332 mmH2O1\ \mathrm{atm}=760\ \mathrm{mmHg}=10332\ \mathrm{mmH_2O}이므로
258.4 mmH2O=258.4×76010332=19 mmHg258.4\ \mathrm{mmH_2O}=258.4\times\dfrac{760}{10332}=19\ \mathrm{mmHg}

비례식을 세우면
C2=2.0×3819=4.0 kmol/m3C_2=2.0\times\dfrac{38}{19}=4.0\ \mathrm{kmol/m^3}

단위 환산 없이 258.4와 38을 그대로 비교하면 답이 전혀 달라지므로 mmH₂O를 mmHg로 바꾸는 것이 핵심이다.

문제 47
다음 그림과 같은 배기시설에서 관 DE를 지나는 유체의 속도는 관 BC를 지나는 유체 속도의 몇 배인가? (단, Φ는 관의 직경, Q는 유량, 마찰 손실과 밀도 변화는 무시)
10.8
20.9
31.2
41.5
정답 및 해설

속도는 V=QAV = \dfrac{Q}{A}이고 원형관의 단면적은 A=π4D2A = \dfrac{\pi}{4}D^2이다. DE 구간은 두 후드가 합류한 뒤이므로 유량이 6+10=16 m3/min6 + 10 = 16\,\mathrm{m^3/min}이다.

각각 계산하면
VBC=10π4(0.09)2=1572 m/minV_{BC} = \dfrac{10}{\dfrac{\pi}{4}(0.09)^2} = 1572\,\mathrm{m/min}
VDE=16π4(0.12)2=1415 m/minV_{DE} = \dfrac{16}{\dfrac{\pi}{4}(0.12)^2} = 1415\,\mathrm{m/min}

따라서 VDEVBC=14151572=0.9\dfrac{V_{DE}}{V_{BC}} = \dfrac{1415}{1572} = 0.9배다. BC 구간의 유량은 후드 b의 10m3/min이라는 점을 잘못 잡지 않도록 주의한다.

문제 48
유체의 점도를 나타내는 단위에 해당하지 않는 것은?
1poise
2Pa·s
3L·atm
4g/cm·s
정답 및 해설

점도의 단위는 SI로 Pa⋅s\mathrm{Pa\cdot s}, CGS로 poise(=g/cm⋅s=\mathrm{g/cm\cdot s})다. L·atm은 부피×압력, 즉 에너지(일)의 단위라서 점도와 무관하다.

참고로 1 poise=0.1 Pa⋅s1\,\mathrm{poise}=0.1\,\mathrm{Pa\cdot s}이며, 점도를 밀도로 나눈 동점도는 stokes(cm2/s\mathrm{cm^2/s})로 나타낸다.

문제 49
원심형 송풍기의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은?
1송풍기의 풍량은 회전수의 제곱에 비례한다.
2송풍기의 풍압은 회전수의 제곱에 비례한다.
3송풍기의 크기는 회전수의 제곱에 비례한다.
4송풍기의 동력은 회전수의 제곱에 비례한다.
정답 및 해설

송풍기 상사법칙에 따르면 회전수 N에 대해 풍량은 N에 비례, 풍압은 N의 제곱에 비례, 동력은 N의 세제곱에 비례한다.

따라서 회전수의 제곱에 비례하는 것은 풍압이다. 송풍기의 크기는 회전수와 무관한 설계값이다.

문제 50
침강실의 길이 5m인 중력집진장치를 사용하여 침강집진할 수 있는 먼지의 최소입경이 140㎛였다. 이 길이를 2.5배로 변경할 경우 침강실에서 집진가능한 먼지의 최소 입경(㎛) 은? (단, 배출가스의 흐름은 층류이고, 길이 이외의 모든 설계조건은 동일하다)
1약 70
2약 89
3약 99
4약 129
정답 및 해설

침강실 길이를 5m에서 2.5배인 12.5m로 늘리면, 포집 가능한 최소입경은 약 89㎛로 작아진다.

층류 조건의 중력집진장치에서 최소 포집입경은 침강실 길이의 제곱근에 반비례한다(d∝1Ld \propto \dfrac{1}{\sqrt{L}}).

길이가 2.5배로 늘어나면 최소입경은 12.5≈11.581\dfrac{1}{\sqrt{2.5}} \approx \dfrac{1}{1.581} 배로 줄어든다.

따라서 140×11.581≈89 μm140 \times \dfrac{1}{1.581} \approx 89\ \mu m 로 계산된다.

문제 51
배연탈황법의 습식법과 건식법에 대한 상대비교 특성으로 가장 거리가 먼 것은?
1습식법은 연돌에서의 확산이 나쁘다.
2건식법은 장치의 규모는 작으나, 배출가스와 온도저하가 큰 편이다.
3습식법의 경우 반응 효율은 높으나,. 수질오염의 문제가 있다.
4건식법에서는 석회석주입법, 활성탄흡착법, 산화법 등이 있다.
정답 및 해설

건식법은 반응 온도가 높게 유지되어 배출가스의 온도저하가 작은 편이므로, 온도저하가 크다고 서술한 것은 습식법과 뒤바뀐 설명이다.

  • 습식법은 가스 온도가 낮아져 연돌에서의 부력이 줄어 확산이 나쁜 편이다.
  • 습식법은 반응 효율은 높지만 폐수가 발생해 수질오염 문제가 있다.
  • 건식법에는 석회석주입법, 활성탄흡착법, 산화법 등이 포함된다.
문제 52
광학현미경을 이용하여 입경을 측정하는 방법에서 입자의 투영면적을 이용하여 측정한 입경 중 입자의 투영면적 가장자리에 접하는 가장 긴 선의 길이로 나타내는 것은?
1등면적 직경
2Feret 직경
3Martin 직경
4Heyhood 직경
정답 및 해설

입자의 투영면적 가장자리에 접하는 평행한 두 접선 사이의 최대 거리로 나타내는 입경은 Feret 직경이다.

  • 등면적 직경은 입자와 같은 투영면적을 갖는 원의 지름으로 나타낸다.
  • Martin 직경은 입자의 투영면적을 이등분하는 선분의 길이로 나타낸다.
  • Heywood 직경도 등면적 개념에 가까운 통계적 직경으로, 가장자리를 잇는 최장선을 뜻하는 정의와는 차이가 있다.
문제 53
냄새물질의 화학구조에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1골격이 되는 탄소수는 저분자일수록 관능기 특유의 냄새가 강하고 자극적이나 8 - 13에서 가장 향기가 강하다.
2불포화도(2중결합 및 3중결합의 수)가 높으면 냄새가 보다 강하게 난다.
3분자 내 수산기의 수가 증가할수록 냄새가 강하다.
4락톤 및 케톤화합물은 환상이 크게 되면 냄새가 강해진다.
정답 및 해설

분자 안의 수산기(-OH)는 1개일 때 냄새가 가장 강하고, 개수가 늘어날수록 냄새는 약해진다. 다가 알코올류가 거의 무취인 것이 그 예다.

나머지는 옳다 — 탄소수 8~13에서 냄새가 가장 강하고, 불포화도가 높을수록, 락톤·케톤은 고리가 커질수록 냄새가 강해진다.

문제 54
10개의 백(bag)을 사용한 여과 집진장치에서 입구먼지농도가 15g/m3, 집진율이 98%였다. 가동중 1개의 bag에 구멍이 열려 전체 처리가스량의 1/5이 그대로 통과 하였다면 출구의 먼지 농도는? (단, 나머지 백의 집진율변화는 없음)
12.66 g/m3
22.92 g/m3
33.05g/m3
43.24 g/m3
정답 및 해설

백필터 1개에 구멍이 나서 처리가스의 1/5이 그대로 통과한 경우, 출구 먼지농도는 약 3.24 g/m3가 된다.

정상적으로 집진되는 나머지 4/5의 가스는 집진율 98%가 그대로 적용되어 출구농도가 15×(1−0.98)=0.3 g/m315 \times (1-0.98) = 0.3\ \mathrm{g/m^3} 이다.

구멍으로 그대로 통과한 1/5의 가스는 집진되지 않아 입구농도 그대로인 15 g/m315\ \mathrm{g/m^3} 을 유지한다.

두 흐름을 가스량 비율로 가중평균하면 (15×15)+(45×0.3)=3+0.24=3.24 g/m3\left(\dfrac{1}{5}\times 15\right) + \left(\dfrac{4}{5}\times 0.3\right) = 3 + 0.24 = 3.24\ \mathrm{g/m^3} 이다.

문제 55
다음 여과재(filter bag) 재질 중 내산성 및 내알칼리성이 모두 양호한 것은?
1비닐론
2사란
3테트론
4나일론(에스테르계)
정답 및 해설

비닐론은 내산성과 내알칼리성이 모두 양호해 산·알칼리가 함께 존재하는 배기가스에도 쓸 수 있는 여과재다.

나머지는 한쪽 내약품성이 떨어진다.

  • 나일론(폴리아미드계)은 알칼리에는 강하지만 산에 약하다
  • 테트론(폴리에스터계)은 산에는 견디나 알칼리에 약하다
문제 56
가로 5m, 세로 8m인 두 집진판이 평행하게 설치되어 있고, 두 판 사이 중간에 원형철심 방전극이 위치하고 있는 전기집진장치에 굴뚝가스가120m3/min로 통과하고, 입자이동속도가 0.12m/s일 때의 집진효율은? (단, Deutsch - Anderson식 적용)
198.2%
298.7%
399.2%
499.7%
정답 및 해설

Deutsch-Anderson식을 적용하면 이 전기집진장치의 집진효율은 약 99.2%로 계산된다.

집진판은 두 장이 마주보고 있어 유효 집진면적은 A=2×(5×8)=80 m2A = 2 \times (5 \times 8) = 80\ \mathrm{m^2} 이다.

처리가스량은 Q=120 m3/min=2 m3/sQ = 120\ \mathrm{m^3/min} = 2\ \mathrm{m^3/s} 이고, 입자이동속도는 0.12m/s이므로 효율식은 다음과 같다.

η=1−e−AwQ=1−e−80×0.122=1−e−4.8≈0.992\eta = 1 - e^{-\frac{Aw}{Q}} = 1 - e^{-\frac{80 \times 0.12}{2}} = 1 - e^{-4.8} \approx 0.992

문제 57
건식 탈황ㆍ탈질방법 중 하나인 전자선조사법의 프로세스 특징으로 가장 거리가 먼 것은?
1연소배기가스에 암모니아 등을 첨가해 α, β, γ선, 전리성 방사선 등을 조사하여 배가스 중 NOx, SOx 화합물을 고체상 입자로 동시에 처리하는 방법이다.
2부생물로 황산암모늄 및 질산암모늄을 생성한다.
3구성이 복잡해 계내의 압력손실이 높고, 배가스의 변동등에 대처가 어렵다.
4NOx 및 SOx 제거율이 80% 이상을 달성할 수 있는 건식의 제거프로세스이다.
정답 및 해설

전자선조사법은 반응기 구조가 비교적 단순하고 압력손실이 적으며 배가스 변동에도 대응이 쉬운 편으로 알려져 있어, 구성이 복잡하고 압력손실이 높다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 암모니아를 첨가한 뒤 방사선을 조사해 NOx·SOx를 고체 입자로 동시에 처리하는 방식이 맞다.
  • 부산물로 황산암모늄과 질산암모늄이 생성되는 것도 알려진 특징이다.
  • 건식 공정임에도 NOx, SOx 제거율이 80% 이상에 이를 수 있는 것도 이 공정의 특징이다.
문제 58
중력식 집진장치의 집진율 향상조건에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1침강실 내 처리가스의 속도가 작을수록 미립자가 포집된다.
2침강실 입구폭이 클수록 유속이 느려지며 미세한 입자가 포집된다.
3다단일 경우에는 단수가 증가할수록 집진효율은 상승하나, 압력손실도 증가한다.
4침강실의 높이가 낮고, 중력장의 길이가 짧을수록 집진율은 높아진다.
정답 및 해설

중력침강실의 집진효율은 η∝VgLVH\eta\propto\dfrac{V_g L}{V H}이므로 중력장의 길이가 길수록 효율이 높아진다. 짧을수록 좋다는 서술이 틀렸다.

반대로 침강실 높이는 낮을수록, 처리가스 속도는 느릴수록(입구폭이 클수록 유속이 떨어진다) 미세입자까지 포집되며, 다단으로 만들면 효율은 오르지만 압력손실도 함께 커진다.

문제 59
응집(Coagulation)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
1응집은 먼지입자들이 서로 접촉하여 달라붙거나 합체하는 현상을 의미한다.
2브라운 운동이 대기의 온도와 관련될 때 일어나는 응집현상을 열응집(Thermal Coagulation)이라 한다.
3중력응집(Gravitational Coagulation)은 크기가 다른 입자들의 침전속도가 다르기 때문에 일어나는 응집으로 강우에 큰 영향을 미친다.
4큰 입자와 작은 입자간의 응집현상은 쉽게 응집되지 않으므로 장기간에 걸쳐 진행되고, 바람부는 날의 구름속의 입자는 맑은날보다 더 응집이 어렵다.
정답 및 해설

바람이 불어 난류가 강한 날에는 오히려 입자 간 충돌 기회가 늘어 응집이 촉진되는 편이어서, 바람 부는 날의 구름 속 입자가 맑은 날보다 응집이 더 어렵다는 서술은 실제와 반대된다.

  • 응집은 먼지입자들이 서로 접촉해 달라붙거나 합쳐지는 현상을 뜻한다.
  • 브라운 운동이 대기 온도와 관련되어 일어나는 응집은 열응집이라 부른다.
  • 중력응집은 입자별 침강속도 차이로 일어나며 강우 형성에 영향을 준다.
문제 60
유해가스별 제거공정으로 가장 거리가 먼 것은?
1불화수소(HF) : 산화철 침전법
2염화수소(HCl) : 수세법
3불소(F2) : 가성소다에 의한 흡수법
4황화수소(H2S) : 중화법 및 산화법
정답 및 해설

불화수소(HF)는 일반적으로 물이나 가성소다(알칼리) 흡수법으로 제거하며, 산화철을 이용한 침전법은 HF 제거공정으로 알려져 있지 않다.

  • 염화수소(HCl)는 물로 씻어내는 수세법으로 제거할 수 있다.
  • 불소(F2)는 가성소다 등 알칼리 용액에 흡수시켜 제거한다.
  • 황화수소(H2S)는 중화법이나 산화법으로 처리한다.
문제 61
원형굴뚝의 직경이 4.3m이었다. 굴뚝 배출가스 중의 먼지 측정을 위한 측정점수는 몇 개로 하여야 하는가?
112
216
320
424
정답 및 해설

원형굴뚝의 측정점수는 굴뚝 직경 구간별로 정해진 반경 구분수에 따라 결정되며, 직경 4.3m는 4m 초과 4.5m 이하 구간에 해당해 반경 구분수 4, 측정점수 16개가 적용된다.

측정점수는 반경 구분수에 측정선(방향) 수를 곱해 정해지므로, 이 구간에서는 4개 방향에 4구분씩 적용되어 16개 지점에서 측정하게 된다.

문제 62
피토관으로 측정한 결과 덕트(duct) 내부 가스의 동압이 13mmH2O이고 유속이 20m/s이었다. 덕트의 밸브를 모두 열었을 때 동압이 26mmH2O일 때, 덕트의 밸브를 모두 열었을 때의 가스 유속(m/s)은?
123.2
225.0
327.1
428.3
정답 및 해설

피토관 유속은 V=C2gPvγV=C\sqrt{\dfrac{2gP_v}{\gamma}}이므로 동압의 제곱근에 비례한다.

V2=V1Pv2Pv1=20×2613=202=28.3 m/sV_2=V_1\sqrt{\dfrac{P_{v2}}{P_{v1}}}=20\times\sqrt{\dfrac{26}{13}}=20\sqrt{2}=28.3\,\mathrm{m/s}

동압이 2배가 되어도 유속은 2\sqrt{2}배밖에 늘지 않는다는 점이 핵심이다.

문제 63
원자흡수분광광도법에 사용되는 불꽃 중 불꽃의 온도가 높아 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성 산화물(refractory oxide)을 만들기 쉬운 원소의 분석에 가장 적합한 것은?
1아세틸렌-공기
2아세틸렌-산소
3수소-공기-알곤
4아세틸렌-아산화질소
정답 및 해설

아세틸렌-아산화질소 불꽃은 불꽃 온도가 높아, 불꽃 중에서 해리하기 어려운 내화성 산화물(refractory oxide)을 만들기 쉬운 원소의 분석에 적합하다.

아세틸렌-공기 불꽃은 대부분의 원소에 무난하지만 온도가 낮아 이런 원소는 충분히 원자화되지 않고, 수소를 쓰는 불꽃은 온도가 더 낮아 낮은 파장 영역 원소에 주로 쓴다.

문제 64
어떤 사업장의 굴뚝에서 실측한 배출가스 중 오염물질의 농도가 450ppm이고, 이때 실측산소농도는 9%, 이 오염물질에 적용되는 표준산소농도는 5%이다. 표준산소농도로 보정한 오염물질의 농도(ppm)는? (단, 이 오염물질은 배출허용기준 중 표준산소농도를 적용받는 항목이다.)
1600.0
2637.5
3675.0
4720.0
정답 및 해설

표준산소농도로 보정한 오염물질 농도는 600.0 ppm이다.

표준산소농도를 적용받는 항목은 실측산소농도와 표준산소농도의 (21−O) 비를 실측농도에 곱해 보정한다.
C=Ca×21−Os21−OaC = C_a \times \dfrac{21 - O_s}{21 - O_a}

Ca=450 ppm, Os=5%, Oa=9%를 대입한다.
C=450×21−521−9=450×1612=600.0 ppmC = 450 \times \dfrac{21-5}{21-9} = 450 \times \dfrac{16}{12} = 600.0\,\mathrm{ppm}

실측산소농도가 표준산소농도보다 높다는 것은 배출가스가 과잉공기로 희석되었다는 뜻이므로, 보정 후 농도는 실측치보다 커져야 한다. 분자·분모를 바꾸어 337.5 ppm으로 계산하면 방향이 반대가 되어 틀린다.

문제 65
수산화소듐(NaOH)용액을 흡수액으로 사용하는 분석대상가스가 아닌 것은?
1염화수소
2브롬화합물
3불소화합물
4벤젠
정답 및 해설

수산화소듐(NaOH) 용액은 강염기이므로 산성 기체를 흡수한다. 염화수소(HCl), 브롬화합물(HBr 등), 불소화합물(HF 등)은 모두 산성 가스로서 NaOH와 중화반응하여 흡수되지만, 벤젠(C₆H₆)은 유기 비극성 화합물으로 산성을 띠지 않으므로 NaOH 용액에 흡수되지 않는다.

문제 66
피토우관으로 굴뚝 배출가스를 측정한 결과 동압이 0.74mmHg였다. 이 때 배출가스의 평균유속은? (단, 굴뚝내의 습한 배출가스의 밀도는 1.3kg/m3, 피토우관 계수는 1.2이다.)
111.5m/sec
212.3m/sec
313.2m/sec
414.8m/sec
정답 및 해설

피토우관으로 측정한 배출가스의 평균유속은 약 14.8m/sec로 계산된다.

동압 0.74mmHg를 물기둥 단위(mmH2O)로 바꾸면 수은의 비중이 물의 13.6배이므로 0.74×13.6≈10.06 mmH2O0.74 \times 13.6 \approx 10.06\ \mathrm{mmH_2O} 이다.

유속은 V=Cp2gΔPρV = C_p \sqrt{\dfrac{2 g \Delta P}{\rho}} 로 구하며, Cp=1.2, ΔP≈10.06mmH2O, ρ=1.3kg/m3, g=9.8m/s2를 대입한다.

V=1.2×2×9.8×10.061.3≈1.2×12.32≈14.8 m/secV = 1.2 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 10.06}{1.3}} \approx 1.2 \times 12.32 \approx 14.8\ \mathrm{m/sec}

문제 67
굴뚝 배출가스 중 총탄화수소 측정을 위한 장치 구성조건등에 관한 설명으로 틀린 것은?
1총탄화수소분석기는 흡광차분광방식 또는 비불꽃(nonflame)이온크로마토그램방식의 분석기를 사용하며 폭발위험이 없어야 한다.
2시료채취관은 스테인레스강 또는 이와 동등한 재질의 것으로 하고 굴뚝중심 부분의 10%범위 내에 위치할 정도의 길이의 것을 사용한다.
3기록계를 사용하는 경우에는 최소 4회/분이 되는 기록계를 사용한다.
4영점가스로는 총탄화수소농도(프로판 또는 탄소등가 농도)가 0.1 ppmv 이하 또는 스팬값의 0.1% 이하인 고순도 공기를 사용한다.
정답 및 해설

총탄화수소분석기는 일반적으로 불꽃이온화검출기(FID) 방식을 사용하는 것이 표준이며, 흡광차분광방식이나 비불꽃 이온크로마토그램방식은 총탄화수소 측정에 쓰이는 일반적 분석기 방식이 아니다.

시료채취관은 스테인리스강 재질로 굴뚝 중심부분 10% 범위 내에 위치하도록 길이를 정하고, 기록계는 최소 4회/분 기록이 되는 것을 사용하며, 영점가스는 총탄화수소농도 0.1ppmv 이하 또는 스팬값의 0.1% 이하인 고순도 공기를 사용하는 것이 맞다.

문제 68
다음은 분석대상 가스별 분석방법이다. 맞는 것은?(단, 배출허용기준 시험방법)
1포름알데히드-오르토톨리딘법
2질소산화물-크로모트로핀산법
3시안화수소-피리딘피라졸론법
4페놀-페놀디술폰산법
정답 및 해설

배출허용기준 시험방법에서 시안화수소는 피리딘피라졸론법으로 분석하는 것이 맞는 조합이다.

  • 포름알데히드는 크로모트로핀산법이나 아세틸아세톤법으로 분석하며, 오르토톨리딘법은 잔류염소 계열 분석에 쓰이는 방법이다.
  • 질소산화물은 아연환원 나프틸에틸렌디아민법이나 페놀디술폰산법으로 분석하며, 크로모트로핀산법은 포름알데히드 분석법이다.
  • 페놀은 4-아미노안티피린법이나 가스크로마토그래피법으로 분석하므로 페놀디술폰산법과는 짝지을 수 없다.
문제 69
비분산적외선분광분석법에서 사용하는 주요 용어의 의미로 옳지 않은 것은?
1스팬가스 : 분석계의 최저 눈금값을 교정하기 위하여 사용하는 가스
2스팬 드리프트 : 측정기의 교정범위눈금에 대한 지시값의 일정시간 내의 변동
3정필터형 : 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식
4비교가스 : 시료셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스
정답 및 해설

비분산적외선분광분석(NDIR) 용어의 정의를 검토하면, 1번의 스팬가스 정의가 옳지 않다. 스팬가스는 분석계의 최고 눈금값을 교정하기 위해 사용되는 가스(일반적으로 측정 대상 성분의 알려진 농도)로, 최저 눈금값 교정은 영점가스(제로 가스)가 담당한다.
2번 스팬 드리프트는 교정범위 내에서 지시값이 일정 시간 동안 변하는 현상으로 정확하다. 3번 정필터형은 특정 파장에서만 측정하는 필터 방식으로, 측정 성분의 흡수 파장과 일치시켜 선택성을 확보하는 원리로 옳다. 4번 비교가스(또는 참조가스)는 적외선을 흡수하지 않아 기준값으로 기능하므로 정확하다.

문제 70
다음 원자흡수분광광도법(원자흡광광도법)의 측정순서 중 일반적으로 가장 먼저 하여야 하는 것은?
1분광기의 파장눈금을 분석선의 파장에 맞춘다.
2광원램프를 점등하여 적당한 전류값을 설정한다.
3가스유량 조절기의 밸브를 열어 불꽃을 점화한다.
4시료용액을 불꽃중에 분무시켜 지시한 값을 읽어둔다.
정답 및 해설

원자흡광광도법의 측정순서에서 가장 먼저 할 일은 광원램프를 점등해 적당한 전류값을 설정하는 것이다.

램프를 안정적으로 점등한 뒤에 분광기의 파장을 분석선에 맞추고, 불꽃을 점화하고, 마지막으로 시료용액을 분무해 지시값을 읽는 순서로 진행한다.

문제 71
대기오염공정시험방법상 흡광광도법에서 흡광도의 눈금보정을 위한 시약의 조제법으로 가장 적합한 것은?
1110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 과망간산칼륨(KMnO4) 0.0303g을 N/20 수산화나트륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
2110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
3110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 과망간산칼륨(KMnO4) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
4110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화나트륨 용액에 녹여 1L가 되게 한다.
정답 및 해설

흡광도 눈금보정용 표준액은 110℃에서 3시간 이상 건조한 1급 이상의 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 0.0303g을 N/20 수산화칼륨(KOH) 용액에 녹여 1L로 만들어 조제한다.

과망간산칼륨을 쓰거나 수산화나트륨 용액을 쓰는 조합은 이 눈금보정 표준액의 조제법과 일치하지 않는다.

문제 72
연료용 유류 중의 황함유량 분석방법으로 옳지 않은 것은?
1연소관식 공기법은 500~550℃로 가열한 설영재질 연소관 중에 공기를 불어넣어 시료를 연소시킨 후 생성된 황산화물을 붕산나트륨표준액으로 중화 적정한다.
2연소관식 공기법의 경우 불용성 황산염을 만드는 금속 (Ba, Ca 등)이 들어있는 시료에는 적용할 수 없다.
3연소관식 공기법의 경우 연소되어 산을 발생시키는 원소(P, N, Cl 등)가 들어있는 시료에는 적용할 수 없다.
4방사선식 여기법은 시료에 방사선을 조사하고, 여기된 황의 원자에서 발생하는 형광 X선의 강도를 측정한다.
정답 및 해설

연소관식 공기법은 950~1,100℃로 가열한 석영 재질 연소관에 공기를 불어넣어 시료를 태우고, 생성된 황산화물을 과산화수소(3%)에 흡수시켜 황산으로 만든 뒤 수산화소듐 표준액으로 중화적정한다. "500~550℃"와 "붕산나트륨(9%)"은 온도와 흡수액이 모두 틀리다.

나머지는 옳다 — 불용성 황산염을 만드는 금속(Ba, Ca 등)이나 연소되어 산을 발생시키는 원소(P, N, Cl 등)가 든 시료에는 적용할 수 없고, 방사선식 여기법은 여기된 황 원자에서 나오는 형광 X선의 세기를 재는 기기분석법이다.

문제 73
굴뚝 내 배출가스의 유속을 피토관으로 측정한 결과 동압이 24mmH2O였다. 이때 굴뚝 내 배출가스의 유속(m/s)은? (단, 배출가스 온도는 180℃, 표준상태에서 배출가스의 비중량은 1.3kg/Sm3, 피토관 계수는 0.98이다.)
1약 18.6
2약 24.0
3약 27.3
4약 31.2
정답 및 해설

굴뚝 내 배출가스의 유속은 약 24.0 m/s이다.

먼저 표준상태의 비중량을 측정 온도(180℃)의 비중량으로 환산한다.
γ=1.3×273273+180=0.783 kg/m3\gamma = 1.3 \times \dfrac{273}{273+180} = 0.783\,\mathrm{kg/m^3}

피토관 유속식에 동압 h=24mmH2O(=24kg/m2)와 피토관 계수 C=0.98을 대입한다.
V=C2ghγ=0.98×2×9.8×240.783V = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}} = 0.98 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.8 \times 24}{0.783}}
=0.98×600.8=0.98×24.5≈24.0 m/s= 0.98 \times \sqrt{600.8} = 0.98 \times 24.5 \approx 24.0\,\mathrm{m/s}

비중량을 온도 보정 없이 1.3kg/m3 그대로 쓰면 약 18.6 m/s가 나오므로 실측 온도로의 환산을 빠뜨리지 않는다.

문제 74
굴뚝 배출가스 중 아황산가스의 자동 연속 측정방법에서 사용하는 용어의 의미로 옳은 것은?
1스팬가스: 90% 교정가스
2제로가스: 공인기관에 의해 아황산가스의 농도가 10ppm 미만으로 보증된 표준가스
3응답시간: 스팬가스 보정치의 90%에 해당하는 지시치를 나타낼 때까지 걸리는 시간
4교정가스: 연속자동측정기 최대 눈금치의 약 10%와 90%에 해당하는 보증된 표준가스
정답 및 해설

스팬가스는 측정기의 눈금(스팬)을 교정하는 데 쓰는 가스로, 측정범위 상한의 90 % 수준 농도로 보증된 교정가스다.

반면 제로가스는 영점 교정용이라 아황산가스가 0.1 ppm 이하(스팬값의 0.1 % 이하)인 고순도 공기를 쓰므로, 10 ppm 미만으로 보증된 표준가스라는 서술은 맞지 않는다.

문제 75
시판되는 염산시약의 농도가 35%이고 비중이 1.18인 경우 0.1M의 염산 1L를 제조할 때 시판 염산시약 약 몇 mL취하여 증류수로 희석하여야 하는가?
13
26
39
415
정답 및 해설

0.1 M 염산 1 L에 들어갈 HCl은 0.1×36.5=3.65 g0.1 \times 36.5 = 3.65\,\mathrm{g}이다.

시약 농도가 35%이므로 필요한 시약 질량은 3.650.35=10.4 g\dfrac{3.65}{0.35} = 10.4\,\mathrm{g}이고, 비중 1.18을 적용하면
V=10.41.18≈8.8 mLV = \dfrac{10.4}{1.18} \approx 8.8\,\mathrm{mL}

따라서 약 9 mL를 취해 증류수로 1 L가 되게 희석한다.

문제 76
흡광차분광법(DOAS)으로 측정 시 필요한 광원으로 옳은 것은?
11800 - 2850nm 파장을 갖는 Zeus 램프
2200 - 900nm 파장을 갖는 Zeus 램프
3180 - 2850nm 파장을 갖는 Xenon 램프
4200 - 900nm 파장을 갖는 Hollow Cathode 램프
정답 및 해설

흡광차분광법은 자외선부터 근적외선까지 넓은 영역에서 연속 스펙트럼을 내는 광원이 필요하므로 180~2850nm 파장의 크세논(Xenon) 램프를 쓴다.

속빈음극(Hollow cathode) 램프는 원자흡수분광광도법에서 원소별 선스펙트럼을 얻는 데 쓰는 광원이라 여기에는 맞지 않는다.

문제 77
배출가스 중 금속화합물을 분석하기 위해 채취한 시료가 다량의 유기물 유리탄소를 함유할 때 시료의 처리방법으로 가장 적합한 것은?
1질산-염산법
2질산-과산화수소법
3질산법
4저온회화법
정답 및 해설

유기물과 유리탄소를 다량 함유한 시료는 산으로 잘 분해되지 않으므로, 유기물을 저온에서 산화·회화시켜 태워 없앤 뒤 산에 녹이는 저온회화법을 쓴다.

질산법·질산-염산법·질산-과산화수소법은 유기물이 적은 일반 시료에 쓰는 산분해 전처리법이다.

문제 78
다음 중 디에틸아민동 용액에서 시료가스를 흡수시켜 생성된 디에틸 디티모카바민산동의 흡광도를 435nm의 파장에서 측정하는 항목은?
1CS2
2H2S
3HCN
4PAH
정답 및 해설

디에틸아민동 용액에 시료가스를 흡수시켜 생성되는 디에틸디티오카바민산동 착화합물의 흡광도를 435nm에서 측정하는 항목은 이황화탄소(CS2)이다.

황화수소, 시안화수소, 다환방향족탄화수소(PAH)는 각각 다른 발색시약과 파장을 이용해 정량하는 항목으로 이 방법과는 구별된다.

문제 79
다음 중 흡광도를 측정하기 위한 순서로 원칙적으로 제일 먼저 행하여야 할 행위는?
1시료셀과 대조셀을 넣고 눈금판의 지시치의 차이를 확인한다.
2광로를 차단 후 대조셀로 영점을 맞춘다.
3광원으로부터 광속을 통하여 눈금 100에 맞춘다.
4눈금판의 지시 안정 여부를 확인한다.
정답 및 해설

흡광도 측정은 눈금판의 지시가 안정되어 있는지 확인하는 것부터 시작한다. 지시가 흔들리는 상태에서는 이후 조작이 모두 무의미하기 때문이다.

그다음 대조셀을 광로에 넣고 광속을 차단해 영점을 맞추고, 광속을 통해 눈금 100에 맞춘 뒤, 시료셀의 지시치를 읽는 순서로 진행한다.

문제 80
굴뚝에서 배출되는 가스 중 일산화탄소를 분석하는 방법으로 틀린 것은?
1비분산 적외선 분석법
2정전위 전해법
3질산은 적정법
4가스크로마토그래프법
정답 및 해설

질산은 적정법은 염소이온이나 시안화물 등을 침전 적정으로 정량하는 방법으로, 일산화탄소 분석법으로는 쓰이지 않는다.

일산화탄소는 비분산 적외선 분석법, 정전위 전해법, 가스크로마토그래프법 등으로 분석하는 것이 맞다.

문제 81
실내공기질 관리법령의 적용 대상이 되는 대통령령으로 정하는 규모의 다중이용시설에 해당하지 않는 것은?
1모든 지하역사
2여객자동차터미널의 연면적 2천2백제곱미터인 대합실
3철도역사의 연면적 2천2백제곱미터인 대합실
4공항시설 중 연면적 1천1백제곱미터인 여객터미널
정답 및 해설

공항시설 중 여객터미널은 연면적 1,500㎡ 이상인 경우에 다중이용시설 규모 기준에 해당하는데, 문제의 1,100㎡는 이 기준에 못 미쳐 적용 대상이 아니다.

지하역사는 규모와 무관하게 전부 해당하고, 여객자동차터미널과 철도역사의 대합실은 연면적 2,000㎡ 이상이면 해당하므로 2,200㎡인 경우는 모두 대상에 포함된다.

문제 82
대기환경보전법령상 대기오염 경보단계의 3가지 유형 중 “경보발령” 시 조치사항으로 가장 거리가 먼 것은?
1주민의 실외활동 제한요청
2자동차 사용의 제한
3사업장의 연료사용량 감축권고
4사업장의 조업시간 단축명령
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행령」 제2조제4항제3호에 따라 사업장의 조업시간 단축명령은 경보가 아니라 중대경보 발령 시의 조치사항이다.

같은 항 제2호가 정한 경보 발령 시 조치는 주민의 실외활동 제한 요청, 자동차 사용의 제한, 사업장의 연료사용량 감축 권고 등이다.

주의보 단계는 실외활동과 자동차 사용의 '자제 요청'에 그치므로, 요청 → 제한·권고 → 금지·명령으로 강도가 올라간다고 정리하면 된다.

문제 83
환경정책기본법령상 일산화탄소(CO)의 대기환경기준은? (단, 8시간 평균치이다.)
10.15ppm 이하
20.3ppm 이하
39ppm 이하
425ppm 이하
정답 및 해설

「환경정책기본법 시행령」 [별표 1] 대기 환경기준에서 일산화탄소는 8시간 평균치 9ppm 이하로 정해져 있다.

보기의 25ppm은 같은 일산화탄소의 1시간 평균치 기준이고, 0.15ppm은 아황산가스의 1시간 평균치여서 단서의 8시간 평균치와 맞지 않는다.

문제 84
다음 중 초과부과금 산정기준에서 오염물질 1킬로그램당 부과 금액이 가장 적은 오염물질은?
1불소화합물
2염화수소
3염소
4시안화수소
정답 및 해설

초과부과금 산정기준에서 1킬로그램당 부과금액이 가장 적은 오염물질은 불소화물(불소화합물)이다.

대기환경보전법 시행령 별표 4는 불소화물을 2,300원으로 정하는 반면 시안화수소는 7,300원, 염화수소는 7,400원으로 세 배가 넘게 높다.

염소는 초과부과금 부과대상 오염물질(황산화물·암모니아·황화수소·이황화탄소·먼지·불소화물·염화수소·질소산화물·시안화수소) 자체에 들어 있지 않아 1킬로그램당 부과금액이 정해져 있지 않다.

문제 85
대기환경보전법령상 배출허용기준 준수여부를 확인하기 위한 기후에너지환경부령으로 정하는 대기오염도 검사기관에 해당하지 않는 것은?
1환경기술인협회
2한국환경공단
3특별자치도 보건환경연구원
4국립환경과학원
정답 및 해설

대기오염도 검사기관은 국립환경과학원, 시·도의 보건환경연구원, 유역환경청·지방환경청·수도권대기환경청, 한국환경공단 등으로 한정돼 있다(대기환경보전법 시행규칙 제40조제2항). 환경기술인협회는 포함되지 않는다.

문제 86
대기환경보전법상 대기오염 배출시설 및 방지시설의 운영과 관련한 금지행위가 아닌 것은? (단, 예외사항 제외)
1배출시설로부터 나오는 오염물질의 공동처리를 위한 공동방지시설을 설치하는 행위
2오염도를 낮추기 위하여 배출시설에서 나오는 오염물질에 공기를 섞어 배출하는 행위
3방지시설을 거치지 아니하고 오염물질을 배출할 수 있는 공기조절장치를 설치하는 행위
4배출시설을 가동할 때에 방지시설을 가동하지 아니하는 행위
정답 및 해설

공동방지시설을 설치하는 행위는 오염물질을 함께 처리하기 위한 정상적인 조치로, 대기환경보전법상 금지되는 행위가 아니다.

  • 오염물질에 공기를 섞어 배출하는 행위는 농도를 희석해 배출하는 금지행위에 해당한다.
  • 방지시설을 거치지 않고 배출할 수 있는 공기조절장치(바이패스)를 설치하는 행위도 금지된다.
  • 배출시설을 가동하면서 방지시설을 가동하지 않는 행위 역시 금지된다.
문제 87
대기 배출시설 설치허가 신청에 필요한 첨부서류가 아닌 것은?
1배출시설의 설치내역서
2방지시설의 일반도
3방지시설의 연간 유지관리계획서
4종업원수 및 용수사용량 예측내역서
정답 및 해설

종업원수 및 용수사용량 예측내역서는 대기 배출시설 설치허가 신청 시 요구되는 첨부서류 목록에 해당하지 않는다.

배출시설의 설치내역서, 방지시설의 일반도, 방지시설의 연간 유지관리계획서 등은 허가 신청 시 첨부해야 하는 서류에 해당한다.

문제 88
악취방지법령상 지정악취물질이 아닌 것은?
1아세트알데하이드
2메틸메르캅탄
3톨루엔
4벤젠
정답 및 해설

악취방지법 시행규칙 [별표 1]에 열거된 지정악취물질 22종에 벤젠은 포함되어 있지 않다.

아세트알데하이드와 메틸메르캅탄은 2005년 2월 10일부터, 톨루엔은 자일렌ㆍ메틸에틸케톤 등과 함께 2008년 1월 1일부터 지정악취물질로 적용되고 있다.

벤젠은 대기환경보전법 시행규칙 [별표 2]의 특정대기유해물질로 관리되는 물질이어서 악취 항목과는 구분된다.

문제 89
대기환경보전법상 위반행위 중 “200만원 이하의 과태료 부과”에 해당하는 것은?
1제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 자동차연료를 사용한 자
2제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제를 공급 한 자
3배출허용기준에 맞는지의 여부 확인을 위해 배출시설에 측정 기기의 부착 등의 조치를 하지 아니한 자
4제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제임을 알면서 사용한 자
정답 및 해설

제조기준에 맞지 아니한 것으로 판정된 촉매제를 제조하거나 공급·판매한 자는 징역·벌금 등 형사처벌 대상인 반면, 그 사실을 알면서도 사용한 자는 과태료 대상으로 구분되므로 200만원 이하의 과태료에 해당한다.

부적합 자동차연료를 사용한 행위나 배출시설에 측정기기 부착 등의 조치를 하지 아니한 행위는 각각 별도의 과태료·벌칙 조항에서 다루어져 이 구간과는 구분된다.

문제 90
환경정책기본법령상 시ㆍ도로부터 해당 지역의 환경적 특수성을 고려하여 필요하다고 인정되어 보다 확대ㆍ강화된 별도의 환경기준을 설정 또는 변경한 경우, 누구에게 보고하여야 하는가?
1국무총리
2기후에너지환경부장관
3보건복지부장관
4국토교통부장관
정답 및 해설

「환경정책기본법」 제12조제4항에 따라, 시ㆍ도지사가 조례로 지역환경기준을 설정하거나 변경한 경우에는 이를 지체 없이 환경부장관(현 기후에너지환경부장관)에게 통보해야 한다.

지역환경기준은 지역의 환경적 특수성을 고려해 국가 환경기준보다 확대ㆍ강화된 방향으로만 정할 수 있고, 완화할 수는 없다.

문제 91
실내공기질 관리법령상 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준으로 옳은 것은?
1스티렌 360μg/m3 이하
2폼알데하이드 360μg/m3 이하
3자일렌 360μg/m3 이하
4에틸벤젠 360μg/m3 이하
정답 및 해설

실내공기질 관리법 시행규칙 [별표 4의2] 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준에서 에틸벤젠은 360μg/m3 이하로 규정되어 있다.

나머지 보기는 기준값이 다르다.

  • 폼알데하이드는 210μg/m3 이하이다.
  • 자일렌은 700μg/m3 이하이다.
  • 스티렌은 300μg/m3 이하이다.

이 밖에 벤젠 30μg/m3 이하, 톨루엔 1,000μg/m3 이하, 라돈 148Bq/m3 이하가 함께 규정되어 있다.

문제 92
대기환경보전법규상 천연가스 연료 항목 중 그 제조기준 함량(%)이 가장 높은 항목은?
1메탄(부피%)
2에탄(부피%)
3C3 이상의 탄화수소(부피%)
4C6 이상의 탄화수소(부피%)
정답 및 해설

시행규칙 별표 33의 천연가스 제조기준은 메탄 88.0 부피 % 이상, 에탄 7.0 % 이하, C₃ 이상의 탄화수소 5.0 % 이하, C₆ 이상의 탄화수소 0.2 % 이하다.

메탄만 하한(이상) 기준이고 나머지는 모두 상한(이하) 기준이므로, 제조기준 함량이 가장 높은 항목은 메탄이다.

문제 93
대기환경보전법규상 자동차연료 제조기준 중 바이오가스의 항목에 따른 제조기준으로 옳지 않은 것은?
1메탄(부피%) : 85.0 이상
2수분(mg/Nm3) : 32 이하
3황분(ppm) : 10 이하
4불활성가스(CO2, N2 등)(부피%) : 5.0 이하
정답 및 해설

바이오가스의 메탄 제조기준은 부피분율 95.0% 이상이므로 85.0% 이상이라는 서술이 옳지 않다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 33(자동차연료·첨가제 또는 촉매제의 제조기준)의 바이오가스 항목은 메탄 95.0% 이상, 수분 32mg/N㎥ 이하, 황분 10ppm 이하, 불활성가스 5.0% 이하로 정하고 있다.

나머지 항목은 이 기준과 그대로 일치한다.

  • 수분은 32mg/N㎥ 이하로 규정과 같다.
  • 황분은 10ppm 이하로 규정과 같다.
  • 이산화탄소·질소 등 불활성가스는 5.0% 이하로 규정과 같다.
문제 94
대기환경보전법규상 대기오염방지시설과 가장 거리가 먼 것은? (단, 기타의 경우는 제외)
1중력집진시설
2여과집진시설
3간접연소에 의한 시설
4산화환원에 의한 시설
정답 및 해설

대기오염방지시설에는 직접연소에 의한 시설이 규정되어 있고 "간접연소에 의한 시설"은 없다(대기환경보전법 시행규칙 별표 4).

별표 4는 중력·관성력·원심력·세정·여과·전기·음파 집진시설, 흡수 및 흡착에 의한 시설, 직접연소·촉매반응·응축·산화환원·미생물 처리·연소조절에 의한 시설 등을 열거한다.

문제 95
대기환경보전법규상 기후에너지환경부장관이 대기오염물질을 총량으로 규제하고자 할때 고시해야 하는 사항으로 거리가 먼 것은? (단 , 기타사항은 제외)
1총량규제구역
2총량규제 대기오염물질
3대기오염물질의 저감계획
4규제기준농도
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제24조가 정한 총량규제 고시사항은 총량규제구역, 총량규제 대기오염물질, 대기오염물질의 저감계획과 그 밖에 총량규제구역의 대기관리를 위하여 필요한 사항이다.

규제기준농도는 여기에 들어 있지 않다. 총량규제는 농도가 아니라 배출 총량을 묶는 제도라는 점과도 맞물린다.

문제 96
대기환경보전법규상 측정망 설치계획을 고시할 때 포함되어야 할 사항과 거리가 먼 것은? (단, 그 밖의 사항 등은 제외)
1측정망 배치도
2측정망 설치시기
3측정망 교체주기
4측정소를 설치할 토지 또는 건축물의 위치 및 면적
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 제12조제1항은 측정망설치계획에 측정망 설치시기, 측정망 배치도, 측정소를 설치할 토지 또는 건축물의 위치 및 면적이 포함되도록 정한다. 측정망 교체주기는 들어 있지 않다.

이 계획은 최초로 측정소를 설치하는 날부터 3개월 이전에 고시해야 한다.

문제 97
대기환경보전법규상 휘발유를 연료로 사용하는 “경자동차”의 배출가스 보증기간 적용기준으로 옳은 것은? (단, 2016년 1월 1일 이후 제작 자동차)
115년 또는 240,000km
210년 또는 192,000km
32년 또는 160,000km
41년 또는 20,000km
정답 및 해설

대기환경보전법 시행규칙 별표 18에 따라 2016년 1월 1일 이후 제작된 휘발유 경자동차의 배출가스 보증기간은 15년 또는 240,000km이며, 소형·중형 승용·화물자동차도 같다.

같은 시기라도 연료가 다르면 기준이 달라져, 가스 경자동차는 10년 또는 192,000km, 경유 경자동차(택시 제외)는 10년 또는 160,000km가 적용된다.

문제 98
대기환경보전법령상 배출허용기준 초과와 관련하여 개선명령을 받은 경우로서 개선하여야 할 사항이 배출시설 또는 방지시설인 경우 사업자가 시ㆍ도지사에게 제출하여야 하는 개선계획서에 포함 또는 첨부되어야 하는 사항에 해당하지 않는 것은?
1배출시설 또는 방지시설의 개선명세서 및 설계도
2대기오염물질의 처리방식 및 처리효율
3운영기기 진단계획
4공사기간 및 공사비
정답 및 해설

「대기환경보전법 시행규칙」 제38조제1항제2호는 개선할 사항이 배출시설 또는 방지시설인 경우 개선계획서에 개선명세서 및 설계도, 대기오염물질의 처리방식 및 처리효율, 공사기간 및 공사비를 담도록 정한다. 운영기기 진단계획은 여기에 들어 있지 않다.

진단계획은 같은 항 제1호, 즉 굴뚝 자동측정기기 관련 조치명령을 받았을 때 “굴뚝 자동측정기기의 운영ㆍ관리 진단계획”으로 요구되는 항목이라 적용 대상이 다르다.

문제 99
대기환경보전법규상 시설의 가동시간, 대기오염물질 배출량 등에 관한 사항을 대기오염물질 배출시설 및 방지시설의 운영기록부에 매일 기록하고, 최종 기재한 날부터 얼마동안 보존하여야 하는가?
16개월간
21년간
32년간
43년간
정답 및 해설

배출시설 및 방지시설의 운영기록부는 매일 작성하고, 최종 기재일로부터 1년간 보존해야 한다.

이는 가동시간이나 오염물질 배출량 등 운영 관련 사항을 사후에 확인할 수 있도록 하기 위한 보존 의무 규정이다.

문제 100
실내공기질 관리법상 다중이용시설을 설치하는 자는 기후에너지환경부령으로 정한 기준을 초과한 오염물질방출 건축자재를 사용해서는 안 되는데, 이 규정을 위반하여 사용한 자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?
11년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금
2500만원 이하의 과태료
3200만원 이하의 과태료
4100만원 이하의 과태료
정답 및 해설

실내공기질관리법상 기준을 초과한 오염물질방출 건축자재를 사용한 자에 대한 벌칙은 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금이다.

이는 과태료가 아니라 형사처벌에 해당하는 규정으로, 다중이용시설 설치자가 건축자재 기준을 지키도록 강제하는 조항이다.