모두CBT | 국가고시 실기시험 부시기!

에어커튼 사용/국부흡인방식 사용/개구면적 좁게 한다/발생원에 후드 근접/충분한 포착속도 유지

분진퇴적/난기류 형성/높은 입구압력/개구부로부터 발생원 멀어질 경우

농도 높을 때/점착성 높을 때/처리가스 온도 높을 때/친수성 낮을 때/먼지입경 낮을 때

집진률을 높이고, 효율적으로 전력을 사용하기 위해서이다.

채취관 부식방지/여과재 막힘방지/분석대상이 응축수에 용해되어 오차발생 방지

해설

2.2.5 보온 및 가열

2.2.5.1 배출가스 중의 수분 또는 이슬점이 높은 기체성분이 응축해서 채취관이 부식 될 염려가 있는 경우, 여과재가 막힐 염려가 있는 경우, 분석물질이 응축수에 용해돼 오차가 생길 염려가 있는 경우에는 채취관을 보온 또는 가열한다.

온도 증가 시 기체 점도가 상승하여 효율이 감소된다.

$CO$ : 연료 과잉으로 불완전연소하니 증가한다.

$NO_x$ : 연료 과잉으로 불완전연소하니 감소한다.

-정의: 도시 중심부 기온이 도시 주변에 있는 지역보다 높게 나타나는 현상

-영향인자

1. 지표면 열적 성질 차이

2. 도시 건물의 구조물에 의한 거칠기 길이 변화

3. 도시지역의 인구 집중에 따른 인공열 발생 증가

$2NO + 2H_2 -> N_2 + 2H_2O$

$2NO + 2CO -> N_2 + 2CO_2$

$6NO + 4NH_3 -> 5N_2 + 6H_2O$

$2NO + 2H_2S -> N_2 + 2H_2O + 2S$

원리: 300~400℃에서 촉매와 환원제를 이용해 $NO_x$를 질소로 환원시키는 방법

대표 반응식

$6NO + 4NH_3 -> 5N_2 + 6H_2O$

$6NO_2 + 8NH_3 + 7N_2 + 12H_2O$

$4NO + 4NH_3 + O_2 -> 4N_2 + 6H_2O$

기본원리: 액적, 액막, 기포 등을 이용해 함진가스 세정한 후 입자 부착, 상호 응집을 촉진시켜 먼지 분리, 포집하는 장치

포집원리: 관성충돌/차단/확산/응축

1) 관성충돌: 입경 커서 배출가스 유선에 관계없이 관성에 의해 입자가 여과재에 충돌, 부착

2) 직접차단: 입경이 작은 입자는 관성력도 상대적으로 작기 때문에 가스유선 방향에 따라 여과재에 접근하며 입자 중심과 여과재의 간격이 입자의 반경보다 짧으면 입자가 여과재에 부딪혀 부착

3) 확산: 입경이 0.1㎛이하인 아주 작은 입자는 브라운 운동을 통한 확산에 의해 포집

4) 중력: 입경이 비교적 굵고 비중 큰 분진입자가 저속기류 중에서 중력에 의해 낙하해 포집

입자간 흡인력/전기풍에 의한 힘/전계강도에 의한 힘/대전입자 하전에 의한 쿨롱력

베타선원으로부터 방출되는 베타선을 이용해 시료 채취 전 바탕필터에 조사되어 흡수된 베타선 세기와 시료 채취 후 미세먼지가 채취된 필터를 통과할 때 흡수된 베타선 세기를 비교측정해 대기 중 미세먼지 질량농도를 측정

해설

7.2.1 측정방법

대기 중 부유하고 있는 10 이하인 입자상 물질(PM-10)을 일정 시간 시료채취 필터에 채취해 베타선을 투과시켜 입자상 물질의 질량농도를 연속적으로 측정하는 방법이다. 베타선원으로부터 방출되는 베타선을 이용해 시료 채취 전의 바탕필터에 조사되어 흡수된 베타선의 세기와 시료 채취 후 미세먼지가 채취된 필터를 통과할 때 흡수된 베타선 세기를 비교측정해 대기 중 미세먼지 질량농도를 측정하는 방법이다.

-측정원리: 이동상으로는 액체, 고정상으로는 이온교환수지 사용해 이동상에 녹는 혼합물을 고분리능 고정상 충전된 분리관내로 통과시켜 용출상태를 검출해 농도 정량하는 방법

-Suppressor 역할: 용리액에 사용되는 전해질 성분 제거

해설

-1.0 원리 및 적용범위

이 방법은 이동상으로는 액체, 그리고 고정상으로는 이온교환수지를 사용하여 이동상에 녹는 혼합물을 고분리능 고정상이 충전된 분리관 내로 통과시켜 시료성분의 용출상태를 전도도 검출기 또는 광학검출기로 검출하여 그 농도를 정량하는 방법으로 일반적으로 강수 (비, 눈, 우박 등), 대기먼지, 하천수 중의 이온성분을 정성, 정량 분석하는데 이용한다.

-3.6 써프렛서

써프렛서란 용리액에 사용되는 전해질 성분을 제거하기 위하여 분리관 뒤에 직렬로 접속시킨 것으로써 전해질을 물 또는 저전도도의 용매로 바꿔줌으로써 전기 전도도 셀에서 목적 이온 성분과 전기전도도만을 고감도로 검출할 수 있게 해주는 것이다.

원리: 온실기체는 지구가 방출하는 긴 파장의 빛을 흡수해 대기 중에 묶어 둔다. 대기 중에 들어온 에너지는 기체분자 운동량을 증가시켜 대기온도가 상승하게 된다.

원인물질: $CH_4$(메탄)/$SF_6$(육불화황)/$CO_2$(이산화탄소)/$N_2O$(아산화질소)

해설

“온실가스”란 적외선 복사열을 흡수하거나 다시 방출하여 온실효과를 유발하는 대기 중의 가스상태 물질로서 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황을 말한다.

대표 원인물질: 탄화수소/질소산화물(NOx)

정의: LA형 스모그라고도 하며 일사량이 많고 바람이 적고 온도가 높은 날 발생해 질소산화물과 탄화수소가 태양광선을 받아 유독물질인 PAN과 옥시던트 등을 형성해 호흡곤란을 주는 스모그

해설

광화학스모그는 대기 중 NOx가 자외선과 반응하여 생성된다. 1차적으로 자동차 매연에 의해 NO: NO₂가 약 90~95:5~10 비율로 생성되게 되는데 이 NOx가 자외선과 만나 산소라디칼과 NO가 되거나 산소라디칼이 NO와 붙어 NO₂가 만들어지기도 하는데 이렇기 때문에 NO, NO₂는 1차, 2차 생성물이라고 한다. 이뿐 아니라, 산소라디칼은 산소와 만나 오존을 만들기도 하며, 탄화수소와 결합하여 관능기로 –CHO(알데하이드기)를 가지는 화합물을 만든다. 가장 간단한 예로 H와 결합하여 만들어지는 HCHO(포름알데하이드)가 대표적인 예이다. 케톤기로 결합하여 더 복잡한 화합물을 만들어 유기산과 같은 물질(질산 등)을 만들어 더욱 심한 스모그를 야기하기도 한다.

화염온도가 높으면 N₂의 흡열반응이 증가하게 되어 NO_x가 증가하게 되기 때문이다.

스토크스(stokes) 직경: 구형이 아닌 입자와 침강속도, 밀도 같은 구형입자 직경

공기역학적 직경: 구형이 아닌 입자와 침강속도 같고, 밀도 $1g/cm^3$인 구형입자 직경

페렛(Feret) 직경

1. 증기가 휘발하면서 화염 생기는 연소(휘발유/알코올)

2. 열분해로 가연성가스 생성되고, 긴 화염 생기는 연소(석탄/종이)

3. 휘발분없는 고체연료 연소로 물질 자체가 표면에 붉은 빛을 내며 연소되는 방식(숯/목탄)

4. 공기 없거나 내부의 산소로 연소하는 연소(히드라진 유도체/니트로화합물)

5. 주로 기체연료의 연소방식으로 기압차에 의해 확산되어 연소되는 방식(수소/프로판)

-옥탄가: 가솔린(휘발유)과 관련 있고, 휘발유의 이상폭발을 일으키지 않는 정도를 나타낸 수치이며 높을수록 좋다.

-세탄가: 디젤(경유)과 관련 있고, 디젤의 발화성을 나타내는 수치이며 높을수록 좋다.

풍량은 회전수와 비례/풍압은 회전수 제곱에 비례/축동력은 회전수의 세제곱에 비례

지균풍: 기압경도력과 전향력이 평형을 이뤄 수직으로 부는 바람

경도풍: 등압선 곡선일 때 기압경도력, 전향력 등이 작용해 부는 바람

해륙풍: 바다와 육지의 비열차로 생기는 바람이며 낮에는 해풍이 불고, 밤에는 육풍이 분다.

산곡풍: 산간 지방에 부는 바람이며 낮에는 곡풍이 불고, 밤에는 산풍이 분다.

경도풍: 등압선 곡선일 때 기압경도력, 전향력 등이 작용해 부는 바람.

안전부피는 파과부피의 2/3배를 취하거나 머무름부피 1/2정도를 취해서 얻는다.

해설

2.11 시료채취 안전부피

파과부피의 2/3배를 취하거나(직접적인 방법) 머무름부피의 1/2정도를 취함으로(간접적인 방법)서 얻어진다.

1. 머무름부피  2. 파과부피

해설

머무름부피: 짧은 길이로 흡착제가 충전된 흡착관을 통과하면서 분석물질의 증기띠를 이동시키는 데 필요한 운반기체의 부피. 즉, 분석물질의 증기띠가 흡착관을 통과하면서 탈착되는데 요구되는 양만큼의 부피를 측정해 알 수 있다. 보통 그 증기띠가 흡착관을 이동하여 돌파(파과)가 나타난 시점에서 측정된다. 튜브 내 불감부피를 고려하기 위해 메탄의 머무름부피를 차감한다.

파과부피: 일정 농도의 VOCs가 흡착관에 흡착되는 초기 시점부터 일정 시간이 흐르게 되면 흡착관 내부에 상당량의 VOCs가 포화되기 시작하고 전체 VOCs양의 5%가 흡착관을 통과하게 되는데 이 시점에서 흡착관 내부로 흘러간 총 부피

복사능의 흡수능에 대한 비가 물체 온도와 복사 파장만으로 결정되고, 물질의 종류와는 관계가 없다는 법칙

알베도: 표면이나 물체에 입사된 일사에 대한 반사된 일사의 비율

비인(Wien)의 변위법칙: 흑체에서 방출되는 가장 강한 복사에너지의 파장은 흑체의 표면온도에 반비례한다는 법칙

보전력: 흡착질로 포화된 활성탄을 주어진 온도와 압력 조건하에서 순수한 공기를 통과 시킬 때 활성탄으로부터 탈착되지 않고 잔류하는 흡착질 양

$( 보전력 = \dfrac {흡착질 무게} {활성탄 무게})$

파과점: 혼합가스를 활성탄에 투과시키면 초기에는 흡착률이 매우 높으나 시간이 지날수록 출구가스에 증기성분이 나타나기 시작하는 점을 파과점이라고 한다. 흡착공정에서 파과점을 지나면 흡착효율은 점차 감소한다.

-공명선: 원자가 외부로부터 빛 흡수했다가 다시 먼저 상태로 돌아갈 때 방사하는 스펙트럼선

-분무실: 분무기와 함께 분무된 시료용액 미립자를 더욱 미세하게 해 주는 한편 큰 입자와 분리시키는 작용을 갖는 장치

-선폭: 스펙트럼선 폭

해설

공명선: 원자가 외부로부터 빛을 흡수했다가 다시 먼저 상태로 돌아갈 때 방사하는 스펙트럼선. 원자가 에너지를 흡수하면 들뜬 상태가 된다. 이 때 다시 바닥 상태로 되돌아 갈 때 빛 에너지를 파장의 형태로 내뿜게 되는데 이 때의 파장을 측정한다.

분무실: 분무기와 함께 분무된 시료용액의 미립자를 더욱 미세하게 해주는 한편 큰 입자와 분리시키는 작용을 갖는 장치

선폭: 스펙트럼선의 폭

정의: 더스트 박스나 호퍼에서 가스 처리량의 5~10%를 흡입해 난류현상 억제시켜 분진비산 방지하는 방법

효과: 집진률 증가/유효원심력 증가/분진 폐색 방지/분진 재비산 방지

직경 작을수록/입구유속 빠를수록/블로우다운 방식 채택

입자 직경이 $1μm$보다 작은 미세입자 경우 기체분자가 입자에 충돌할 때 입자표면에서 

Slip 현상이 일어나면 입자에 작용하는 항력이 작아져 종말침강속도 계산 시 stokes 침강속도식으로 구한 값보다 커지게 되는데, 이를 보정하는 계수를 커닝험 보정계수라 하며 항상 1보다 크다.

1. 빛전달계수   

2. 헤이즈계수(Coh, Coefficient of haze)

방사성물질로부터 방출되는  β선이 운반 기체를 전리해 검출기 셀에 전자구름이 생성되 전류가 흐르게 되며 이런 검출기 셀에 전자친화력이 큰 화합물이 들어오면 셀에 있던 전자가 포획되어 전류가 감소하는 것을 이용한 방법

해설

전자포획 검출기(electron capture detector, ECD)는 방사성 물질인 Ni-63 혹은 삼중수소로부터 방출되는 β선이 운반 기체를 전리하여 이로 인해 전자 포획 검출기 셀(cell)에 전자구름이 생성되어 일정 전류가 흐르게 된다. 이러한 전자 포획 검출기 셀에 전자친화력이 큰 화합물이 들어오면 셀에 있던 전자가 포획되어 이로 인해 전류가 감소하는 것을 이용하는 방법으로 유기 할로겐 화합물, 나이트로 화합물 및 유기 금속 화합물 등 전자친화력이 큰 원소가 포함된 화합물을 수 ppt의 매우 낮은 농도까지 선택적으로 검출할 수 있다.

해설

광화학스모그는 대기 중 NOx가 자외선과 반응하여 생성된다. 1차적으로 출근시간대인 4~6시경 자동차 매연에 의해 NO:NO₂가 약 90~95:5~10의 비율로 생성되게 된다. 이 NOx가 자외선과 만나 산소라디칼과 NO가 되거나 산소라디칼이 NO와 붙어 NO₂가 만들어지기도 하는데 이렇기 때문에 NO, NO₂는 1차, 2차 생성물이라고 한다. 이뿐아니라, 산소라디칼은 산소와 만나 오존을 만들기도 하며, 탄화수소와 결합하여 관능기로 –CHO(알데하이드기)를 가지는 화합물을 만든다. 가장 간단한 예로 H와 결합하여 만들어지는 HCHO(포름알데하이드)가 대표적인 예이다. 케톤기로 결합하여 더 복잡한 화합물을 만들어 유기산과 같은 물질(질산 등)을 만들어 더욱 심한 스모그를 야기하기도 한다. 자외선이 가장 강한 시간인 10시~14시 사이 광화학물질들의 농도가 높다. 오존은 다른 물질들이 반응한 뒤 산화되므로 16시경 가장 농도가 높다.

A: 20 B: 20 C: 밀봉용기 D: 15~25 E: 0~15

해설

-2.9 방울수

“방울수”라 함은 20 ℃에서 정제수 20 방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1 mL 되는 것을 뜻한다.

-2.11.4 “밀봉용기”라 함은 물질을 취급 또는 보관하는 동안에 기체 또는 미생물이 침입하지 않도록 내용물을 보호하는 용기를 뜻한다.

-2.5.2 표준온도는 0 ℃, 상온은 15～25 ℃, 실온은 (1～35) ℃로 하고, 찬 곳은 따로 규정 없는 한 0～15℃의 곳을 뜻한다.

A: 4 B: ±2 C: 1초

해설

-6.4.4 스팬 드리프트

동일 조건에서 제로가스를 흘려보내면서 때때로 스팬가스를 도입할 때 제로 드리프트(zero drift)를 뺀 드리프트가 고정형은 24 시간, 이동형은 4 시간 동안에 전체 눈금 값의 ± 2 % 이상이 되어서는 안 된다.

-6.4.5 응답시간

제로 조정용 가스를 도입하여 안정된 후 유로를 스팬가스로 바꾸어 기준 유량으로 분석기에 도입하여 그 농도를 눈금 범위 내의 어느 일정한 값으로부터 다른 일정한 값으로 갑자기 변화시켰을 때 스텝 (step) 응답에 대한 소비시간이 1초 이내이어야 한다. 또 이때 최종 지시 값에 대한 90 %의 응답을 나타내는 시간은 40 초 이내이어야 한다.

A: 아연아민착염 용액 B: p-아미노다이메틸아닐린 용액 C: 염화철(Ⅲ) 용액  D: 670

해설

배출가스 중 황화수소를 아연아민착염 용액으로 흡수하여 p-아미노다이메틸아닐린 용액과 염화철(Ⅲ) 용액을 첨가하고 황화 이온과 반응하여 생성하는 메틸렌블루의 흡광도(670nm)를 측정하여 황화수소를 정량한다.

A: 과망간산포타슘 용액 B: 클로로폼 C: 460

해설

배출가스 중 브로민화합물을 수산화소듐 용액에 흡수시킨 후 일부를 분취해서 산성으로 하여 과망간산포타슘 용액을 사용하여 브로민으로 산화시켜 클로로폼으로 추출한다. 클로로폼층에 정제수와 황산제이철암모늄 용액 및 싸이오사이안산제이수은 용액을 가하여 발색한 정제수 층의 흡광도를 측정해서 브로민을 정량하는 방법이다. 흡수파장은 460nm이다.

A: 햇빛(hv) B: 산소원자(O) C: 산소원자(O) D: 일산화질소(NO) E: 산화

A: 5.6 B: 이산화탄소 C: 낮을수록

해설

온도가 낮을수록 더 많이 용해되는 건 차가운 탄산음료가 더 톡 쏘고 맛이 좋은 것을 기억하면 된다. 실제로는 더 복합적인 이유로 대기 온도가 높을 때 산성비의 pH가 낮다. 대기온도가 높으면 더 자주 비가 내리게 되고, 일정한 기간을 두고 비교했을 때 비가 내리는 빈도가 더 잦은 쪽이 대기오염 농도가 더 낮다. (반대로 대기 온도가 낮은 쪽이 오염농도가 비교적 높다.)

A: 0.03 B: 0.06 C: 0.1 D: 0.06 E: 0.1 F: 9 G: 25 H: 0.02 I: 0.15

J: 0.5  K: 5

A: 0.3 B: 148 C: 1,000

A: 210 B: 360 C: 30

A: 75 B: 35 C: 1,000 D: 80 E: 800 F: 10

A: 100 B: 50 C: 1,000 D: 100 E: 10

A: 80 B: 800

일산화탄소: 4g/kWh 이하 

질소산화물: 0.35g/kWh 이하  

탄화수소: 0.1g/kWh 이하

A: 12 이하  B: 10 이하  C: 8 이하  D: 4 이하 E: 4 이하  F: 0.3 이하  G: 8 이하

1. 커진다  2. 작아진다  3. 커진다

1. 중유 > 경유 > 등유 > 휘발유  

2. 이론공연비: 감소  휘도: 증가  방사율: 증가

1. 증가  

2. 증가  

3. 감소  

4. 증가  

5. 증가 

장치구성: 용리액조–펌프–시료주입장치–분리관–써프렛서–검출기,폐액조-기록계

2 → 1 → 3 → 4 → 5

동압: 유체가 나타내는 총압 가운데 흐름의 속도에 관계되는 부분의 압력

정압: 유체가 관내를 흐르고 있을 때 흐름과 직각방향으로 작용하는 압력

피토관 유속 측정원리: 전압과 정압의 차이를 측정해 동압을 구하고 그 값을 통해서 유속 측정

해설

1. 동압: 유체가 나타내는 전압 가운데 흐름의 속도에 관계되는 부분의 압력을 동압이라고 한다. (유체에 움직임이 있을 때 발생하는 압력)

2. 정압: 유체가 관내를 흐르고 있을 때 흐름과 직각방향으로 작용하는 압력(흐름이 없을 때의 압력)

3. 피토관 유속 측정방법: 전압과 정압의 차이를 측정해 동압을 구하고 그 값을 통해서 유속을 측정하는 방법(전압=정압+동압)