[대기환경기사 필기] 20년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

전지(배터리)의 수명은 차량 수명보다 짧아 사용 중 교체가 필요하고, 배터리 중량·주행거리 제약 때문에 전기차는 대형차보다 중소형차에 먼저 적용되어 왔다.
모터 구동이라 소음·진동이 적고, 주행 중 CO2·NOX를 직접 배출하지 않으며, 급속충전을 하더라도 주유보다 시간이 오래 걸리는 것은 모두 맞는 설명이다.

디젤 자동차의 후처리기술은 배기관에 장치를 달아 건식으로 처리하는 방식이다. 물이나 흡수액으로 오염물질을 녹여 잡는 습식흡수는 고정 배출원의 가스 처리법이지 자동차 후처리기술이 아니다.
매연여과장치(DPF)는 입자상물질을 포집·재생하고, 산화촉매(DOC)는 CO·HC를 산화시키며, 선택적 촉매환원(SCR)은 요소수를 이용해 NOX를 질소로 환원시킨다.

Ri=0은 부력 효과가 없어 기계적 난류만으로 혼합이 일어나는 중립 상태다. 수직방향 혼합이 사라지는 것은 성층이 매우 강한 Ri>0.25 구간이므로 이 설명이 옳지 않다.
나머지는 Panofsky의 구분과 일치한다 — Ri가 양수로 커질수록 안정 성층이 난류를 억누르고, 음수로 작아질수록 대류(부력)에 의한 혼합이 기계적 혼합을 압도한다.

PAN은 NO2와 알데하이드에서 유래한 퍼옥시아세틸라디칼로부터 만들어지는 광화학 산화물이어서, 같은 반응계에서 생성되는 오존 농도와 밀접한 관련이 있다. "오존농도와는 관계가 없다"는 서술이 잘못됐다.
O3의 자외선·가시광 흡수 특성, NO2가 420nm 이상 가시광에서 NO와 O로 광분해되는 것, SO3가 수분과 반응해 황산미스트를 만드는 것은 모두 옳은 설명이다.

LA형 스모그는 자외선이 강한 한낮에 광화학반응으로 만들어진다. 새벽이나 초저녁에 잘 생기는 것은 런던형(황산화물계) 스모그다.
자동차 배기가스가 주 오염원이고, 기온 24℃ 이상·습도 70% 이하의 맑고 건조한 조건에서 잘 발생하며 침강성 역전을 동반한다.

연소 시 생기는 무색 기체이면서 물에 잘 녹지 않고 헤모글로빈과의 결합력이 크다는 조건에 맞는 것은 NO다. NO와 헤모글로빈의 결합력은 CO보다도 수백 배 강해 산소 운반능력을 떨어뜨린다.
PAN과 알데하이드는 광화학반응으로 생기는 자극성 2차 오염물질이고, HC는 특정 단일물질이 아니어서 조건에 맞지 않는다.

도시의 콘크리트·아스팔트 지표면은 시골의 흙·식생보다 열용량과 열전도율이 모두 커서 낮에 축적한 열을 밤에 방출한다. "열용량이 적다"는 부분이 틀렸다.
맑고 바람이 약한 고기압 조건에서 뚜렷해지고, 인공열 배출이 압도적으로 많으며, 도시 중심의 상승기류를 메우려 시골에서 도시로 전원풍이 부는 것은 모두 옳다.

라돈은 원자번호 86번의 비활성기체로 화학적 활성이 거의 없다. 238은 라돈의 원자번호가 아니며, 라돈의 대표 동위원소는 질량수 222인 222Rn이다.
무색·무취이고 반감기가 3.8일이며, 자연계의 토양·암석·건축자재에 널리 존재해 실내로 유입되면 폐암 위험을 높인다.

먼저 연기의 상승고를 구한다.
$\Delta H = 1.5 \times D \times \dfrac{V_s}{U} = 1.5 \times 5 \times \dfrac{12}{4} = 22.5\,\mathrm{m}$
따라서 유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이에 상승고를 더한 값이다.
$H_e = 50 + 22.5 = 72.5\,\mathrm{m}$
굴뚝 내경 5m를 그대로 D에 넣고, 분출속도와 풍속의 비 12/4=3을 곱하는 것이 계산의 전부다.

끓는점이 약 46℃이고 증기가 공기보다 약 2.64배 무겁다(76/29 ≒ 2.6)는 조건이 이황화탄소(CS2)와 정확히 맞는다.
순수한 CS2는 냄새가 거의 없지만 시판품은 불순물 때문에 불쾌한 자극취가 나고, 빛에 분해될 만큼 불안정하나 부식성은 약하다.
포스겐(COCl2)과 SO2는 상온에서 기체이고 브로민(Br2)은 끓는점 59℃의 적갈색 액체여서 "무색·투명"이라는 조건에 맞지 않는다.

수용모델은 수용지점에서 실제로 측정한 자료를 거꾸로 해석해 오염원 기여도를 추정하는 방법이라, 아직 일어나지 않은 배출조건을 가정하는 시나리오 작성에는 쓸 수 없다. 시나리오 예측은 분산모델의 영역이다.
지형·기상 정보나 오염원의 조업·운영 상태를 몰라도 수용체 지점의 측정자료만으로 평가가 가능하다는 점이 수용모델의 장점이다.

토양 점토광물의 양이온 교환기는 결정도가 높을수록 강산적, 결정도가 낮을수록 약산적 성격을 띤다. "결정도가 낮은 점토광물은 강산적"이라는 서술은 이를 뒤집은 것이다.
산성강수가 들어오면 약산적 교환기부터 Ca2+·Mg2+ 등 교환성 염기를 내놓고 그 자리를 H+가 차지하며, 이때 용출된 Al3+가 뿌리의 세포분열과 Ca·P 흡수를 방해한다.

NOCl(염화나이트로실)은 배출원에서 직접 나오는 물질이 아니라 대기 중에서 질소산화물과 염소 화합물이 반응해 생성되는 2차 오염물질이다.
SiO2는 토양 비산먼지, NaCl은 해염 입자로 직접 유입되고, N2O3도 배출원에서 나오는 질소산화물이므로 모두 1차 오염물질로 분류한다.

온실효과를 유발하는 오염물질은 대기 중에서 지표면으로부터 방출된 적외선을 흡수하여 열을 가두는 물질들이다. 메탄(CH₄)은 이산화탄소보다 높은 지구온난화지수를 가진 주요 온실가스이며, CFCs(클로로플루오로카본)는 오존층 파괴뿐 아니라 강력한 온실가스로 작용한다. 이산화탄소(CO₂)는 가장 대표적인 온실가스이다. 반면 아황산가스(SO₂)는 산성비의 주요 원인이 되는 대기오염물질이지만, 적외선을 흡수하는 능력이 거의 없어 온실효과와는 직접적인 관련이 없다. 따라서 온실효과 유발과 가장 거리가 먼 물질은 아황산가스이다.

도노라 사건은 1948년 펜실베이니아주 도노라에서 발생한 대기오염사건으로, 주 원인물질은 SO₂와 황산미스트(H₂SO₄)였다. NO₂는 도노라 사건의 주요 원인물질이 아니며, 이는 현대의 광화학 스모그와 관련된 물질이다. 뮤즈계곡 사건(1930년, 벨기에)과 런던 스모그 사건(1952년, 영국)은 모두 SO₂가 주 원인물질이었고, 보팔 사건(1984년, 인도)은 MIC 누출이 직접 원인이었다. 따라서 도노라 사건의 원인물질을 NO₂로 잘못 표기한 2번이 정답이다.

단위부터 맞춘다. 물방울 밀도 106g/m3=1000kg/m3, 공기 점도 0.0172g/m·s=1.72×10-5kg/m·s다. Stokes 법칙으로 종말침강속도를 구하면
$V_t = \dfrac{(\rho_p-\rho_a)\,g\,d^2}{18\mu} = \dfrac{(1000-1.29)\times 9.8 \times (1\times 10^{-6})^2}{18 \times 1.72\times 10^{-5}} = 3.16\times 10^{-5}\,\mathrm{m/s}$
이 값을 레이놀즈수 정의에 대입하면
$Re = \dfrac{\rho_a V_t d}{\mu} = \dfrac{1.29 \times 3.16\times 10^{-5} \times 1\times 10^{-6}}{1.72\times 10^{-5}} = 2.4\times 10^{-6}$
레이놀즈수 계산에 쓰는 밀도는 입자가 아니라 유체(공기)의 밀도라는 점을 놓치지 않아야 한다.

ppm은 부피비이므로 질량농도로 바꾸려면 측정조건의 몰부피가 필요하다. 표준상태 22.4L를 20℃·750mmHg로 보정하면
$V_m = 22.4 \times \dfrac{273+20}{273} \times \dfrac{760}{750} = 24.36\,\mathrm{L/mol}$
NO의 분자량 30을 써서 0.5ppm(=0.5mL/m3)을 환산하면
$0.5 \times \dfrac{30}{24.36} = 0.616\,\mathrm{mg/m^3} = 616\,\mu\mathrm{g/m^3}$
온도·압력 보정을 빼고 22.4로만 나누면 약 670이 나오므로, 측정조건 보정 여부가 답을 가른다.

염소(Cl2)는 상온에서 황록색 기체다. 상온에서 적갈색 액체인 것은 브로민(Br2)이므로 이 설명이 잘못됐다.
염소는 산화력이 강해 살균제·표백제로 쓰이고, 염화수소는 무색·자극성 기체로 습한 공기 중에 노출되면 수분과 결합해 백색 연무를 만든다.

온위 식에 넣을 온도는 반드시 절대온도여야 한다. T=273+25=298K, P=900mb를 대입하면
$\theta = 298 \times \left(\dfrac{1000}{900}\right)^{0.288}$
괄호 안의 값이 1.0308이므로
$\theta = 298 \times 1.0308 = 307.2\,\mathrm{K}$

과거에 일어난 일을 추정하는 데 강하고 미래 예측이 어려운 것은 수용모델의 특성이다. 분산모델은 배출조건을 바꿔 가며 미래를 예측하고 대책을 세우는 도구이므로 이 설명은 분산모델과 맞지 않는다.
분산모델은 지형·기상과 오염원 조업조건의 영향을 크게 받고, 단기간 자료나 오염원이 확인되지 않은 먼지 평가에서는 불확실성이 커진다.

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.

천연가스의 주성분인 메탄은 화염전파속도가 느리고 폭발범위(약 5~15%)도 좁아, 1차 공기를 많이 혼합하는 편이 연소에 유리하다. "화염전파속도가 크고 폭발범위가 크므로 1차 공기를 적게" 라는 서술은 방향이 반대다.
기체연료는 부하 변동 폭이 넓고 연소 조절이 쉬우며, LNG는 상압에서 냉각·액화시켜 수송·저장하고, LPG는 기화열이 커서 취급에 주의가 필요하다.

액체연료는 분무 상태에 따라 국부적으로 공기가 부족한 영역이 생기기 쉬워 검댕(매연)이 발생하고 완전연소를 위해 상당한 과잉공기가 필요하다. "소량의 공기로 완전연소되며 검댕 발생이 없다"는 기체연료에 해당하는 설명이다.
저장·계량·운반이 쉽고, 점화·소화와 연소 조절이 용이하며, 발열량이 높고 품질이 균일해 연소효율이 높은 점은 액체연료의 장점이 맞다.

1차 반응의 속도상수는 반감기에서 구한다.
$k = \dfrac{\ln 2}{t_{1/2}} = \dfrac{0.693}{10} = 0.0693\,\mathrm{min^{-1}}$
농도가 처음의 1/10로 줄 때까지 걸리는 시간은
$t = \dfrac{\ln 10}{k} = \dfrac{2.303}{0.0693} = 33.2\,\text{분}$
1차 반응에서는 반감기가 초기농도와 무관하므로, 남은 비율만 알면 바로 시간을 구할 수 있다.

기체연료의 부피당 발열량은 분자 속 탄소·수소 수에 비례하므로, 탄소가 하나뿐인 메탄(CH4)이 가장 낮다.
대략적인 고위발열량(kcal/Sm3)은 메탄 약 9,500, 아세틸렌 약 14,000, 에틸렌 약 15,300, 에탄 약 16,800 수준이다.

유압분무식(압력분무식) 버너의 분무 유압은 보통 5~30kg/cm2 정도다. 50~90kg/cm2는 지나치게 높은 값이라 옳지 않다.
대용량 버너로 만들기 쉬운 대신 유량조절 범위가 좁아(환류식 1:3, 비환류식 1:2) 부하변동 대응이 어렵고, 분무각도는 40~90°로 넓게 잡을 수 있다.

LPG(프로판·부탄)의 비중은 공기의 1.5~2배로 공기보다 무겁다. 그래서 누출되면 바닥에 깔려 체류하다가 인화·폭발할 위험이 크다. "공기보다 가볍고"가 잘못됐다.
황분이 적고 독성이 없으며, 유지류를 잘 녹이기 때문에 고무 패킹이나 유지계 도포제로는 누출을 막기 어렵고, 액화 저장을 위한 설비비가 많이 든다.

확산연소는 연료와 공기를 따로 공급해 노 안에서 섞으므로, 양쪽을 각각 고온으로 예열할 수 있다. 예열이 제한되는 쪽은 미리 섞어 두어 역화 위험이 있는 예혼합연소다.
연소실 밖에서 혼합되지 않으므로 역화 위험이 없고, 확산 속도에 따라 붉고 긴 화염이 만들어지며, 연료 분출속도가 너무 크면 국부적으로 공기가 부족해 그을음이 생긴다.

고체연료를 층으로 쌓아 태우는 화격자 연소는 연료와 공기의 접촉이 가장 불균일해 큰 공기비가 필요하다. 수평자동화격자의 공기비는 대체로 1.3~1.4 수준이다.
미분탄버너와 오일버너는 1.2 내외이고, 연료 자체가 기체여서 공기와 잘 섞이는 가스버너가 1.1~1.2로 가장 작다.

혼합가스 1Sm3 중 프로판은 0.6Sm3, 부탄은 0.4Sm3이고 완전연소 반응식은 다음과 같다.
$\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}$
$\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 5\mathrm{H_2O}$
기체는 부피비가 곧 몰비이고 탄소 수만큼 CO2가 생기므로
$0.6 \times 3 + 0.4 \times 4 = 3.4\,\mathrm{Sm^3}$

매연 발생량은 파라핀계 < 올레핀계 < 나프텐계 < 방향족계 순으로 커지므로, 사슬 구조이면서 포화된 파라핀계가 가장 적다.
이중결합이나 벤젠고리처럼 C/H 비가 크고 열적으로 안정한 구조일수록 분해 과정에서 탄소가 유리되어 그을음이 많이 생긴다.

연료 1kg 중 탄소는 0.8kg이고, 이 탄소가 모두 CO2가 된다.
$\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$
탄소 12kg당 CO2 22.4Sm3이 생기므로
$0.8 \times \dfrac{22.4}{12} = 1.49 \approx 1.5\,\mathrm{Sm^3}$
수소분 20%는 H2O가 되므로 CO2 계산에는 관여하지 않는다.

이론연소온도는 저위발열량이 모두 연소가스를 데우는 데 쓰인다고 보고 구한다.
$t = \dfrac{H_l}{G \times C_p} + t_0$
저위발열량 5000, 연소가스량 15, 평균정압비열 0.35, 기준온도 0℃를 대입하면
$t = \dfrac{5000}{15 \times 0.35} + 0 = 952\,^\circ\mathrm{C}$

프로판 2kg은 2/44=0.0455kmol이고, 반응식 $\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}$에서 이론산소량은
$O_0 = 5 \times 0.0455 \times 32 = 7.27\,\mathrm{kg}$
질량 기준이므로 공기 중 산소의 질량비 23.2%로 나눈 뒤 과잉공기계수를 곱한다.
$A = 1.31 \times \dfrac{7.27}{0.232} = 41.1\,\mathrm{kg}$
완전연소에서 습연소가스는 연료와 공급공기의 질량 합과 같으므로
$G_w = 2 + 41.1 = 43.1 \approx 43\,\mathrm{kg}$

산소농도가 높을수록 산화반응이 쉽게 일어나 착화온도는 낮아진다. "산소농도가 낮을수록 낮아진다"는 반대로 서술한 것이다.
분자구조가 복잡할수록, 발열량이 클수록, 화학 반응성과 압력이 클수록 착화온도는 낮아진다.

혼합유의 황 함량은 부피 가중평균으로 구한다. 3%유 70%와 1%유 30%를 섞으므로
$S = 0.7 \times 3 + 0.3 \times 1 = 2.4\,\%$
SO2 배출량은 황 함량에 비례하므로 감소율은
$\dfrac{3 - 2.4}{3} \times 100 = 20\,\%$
사용량 100kL와 비중 0.95는 분자·분모에서 약분되어 계산에 필요하지 않다.

옥탄의 완전연소 반응식은 다음과 같다.
$\mathrm{C_8H_{18}} + 12.5\mathrm{O_2} \rightarrow 8\mathrm{CO_2} + 9\mathrm{H_2O}$
연료 114kg에 필요한 산소는 12.5×32=400kg이고, 무게비 기준이므로 공기 중 산소의 질량비 23.2%로 나눠 이론공기량을 구한다.
$AFR = \dfrac{400 \div 0.232}{114} = \dfrac{1724}{114} = 15.1$

반응식에서 H2S 2몰에 O2 3몰이 필요하므로, H2S 1Sm3당 이론산소량은 1.5Sm3이다.
부피 기준이므로 공기 중 산소의 부피비 21%로 나누면
$A_0 = \dfrac{1.5}{0.21} = 7.14\,\mathrm{Sm^3}$

CO가 발생하지 않는 완전연소이므로 잔존 산소만으로 공기비를 구할 수 있다.
$m = \dfrac{21}{21 - \mathrm{O_2}}$
Orsat 분석의 실측 O2 5%를 대입하면
$m = \dfrac{21}{21-5} = 1.31$
CO2 15%는 이 식에 쓰이지 않는 잉여 조건이다.

휘발분이 거의 없고 고정탄소만 남은 흑연·코크스·목탄은 열분해로 가연성 가스를 내지 못하고, 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 타 들어간다. 이것이 표면연소다.
증발연소는 양초·나프탈렌처럼 녹거나 증발한 뒤 기체 상태로 타는 것이고, 자기연소는 나이트로화합물처럼 분자 안에 산소를 가진 물질의 연소다.

중력침강 속도는 Stokes 식으로 결정되므로 입자의 지름(제곱에 비례)과 밀도가 지배 변수다.
$V_t = \dfrac{(\rho_p-\rho)\,g\,d^2}{18\mu}$
입자의 온도나 유해성은 이 식에 들어가지 않으며, 대기 분압도 침강속도를 직접 결정하지 않는다.

먼저 처리가스량을 분당으로 바꾼다. 25,420÷60=423.7m3/min이다.
송풍기 소요동력 식에 대입하면
$P = \dfrac{Q \times \Delta P \times \alpha}{6120 \times \eta} = \dfrac{423.7 \times 100 \times 1.3}{6120 \times 0.6} = 15\,\mathrm{kW}$
분모의 6120은 kW로 환산할 때 쓰는 상수(1kW=6120kg·m/min)이며, 여유율 1.3은 분자에 곱한다.

"입도분포" 항목의 내용이 서로 뒤바뀌어 있다. 다단로는 각 단에서 교반날개로 밀어 이송하므로 입도에 관계없이 체류시간을 균일하게 유지할 수 있고, 경사진 원통이 회전하는 회전로는 입자 크기에 따라 이동속도가 달라져 체류시간이 일정하지 않다.
나머지 비교는 옳다 — 다단로는 여러 버너로 구역별 온도조절과 수증기 균일 분사가 가능해 열효율이 높고 고품질 입상 재생에 적합한 반면, 회전로는 버너 1개로 입구에서만 공급해 온도·수증기 분포가 고르지 않다.

최소감지농도가 낮을수록 극미량으로도 냄새를 느낀다는 뜻이며, 보기 중에서는 황화수소가 약 0.00041ppm으로 가장 낮다.
비교하면 염소는 약 0.05ppm, 암모니아는 약 0.1ppm, 이황화탄소는 약 0.21ppm 수준이다.

천개형(캐노피) 후드는 상승하는 오염기류를 위에서 받는 구조라 유입 공기의 속도가 느릴 때 쓰며, 주로 고온의 오염공기와 과잉습도를 배출할 때 제한적으로 사용한다. "속도가 빠를 때", "저온"이 모두 반대로 서술됐다.
나머지는 옳은 설명이다.
후드 개구면적을 좁혀 흡인속도를 높이고 필요하면 에어커튼을 병용한다.
상부개방형 도금조에는 폭이 좁고 긴 슬로트후드가 효율적이다.
폭이 넓은 탱크에는 한쪽에서 밀고 반대쪽에서 당기는 push-pull 방식이 필요하다.

접선유입식 사이클론은 유입구 모양에 따라 나선형과 와류형으로 나눈다. 반전형·직진형으로 나뉘는 것은 도익(가이드베인)으로 선회류를 만드는 축류식(도익선회식)이다.
수치도 함께 확인해 둔다 — 압력손실은 100mmH2O 내외, 입구 가스속도는 7~15m/s 정도다. 5000mmH2O나 18~20cm/s는 자릿수 자체가 맞지 않는다.

먼저 0~5μm 구간의 입구·출구 농도만 뽑아낸다. 출구 농도 150mg/Sm3은 0.15g/Sm3으로 단위를 맞춰야 한다.
$C_{in} = 15 \times 0.10 = 1.5\,\mathrm{g/Sm^3}$
$C_{out} = 0.15 \times 0.60 = 0.09\,\mathrm{g/Sm^3}$
따라서 이 입경범위의 부분집진율은
$\eta = \left(1 - \dfrac{0.09}{1.5}\right) \times 100 = 94\,\%$

지름 D인 구의 부피 기준 비표면적은 밀도와 무관하다.
$S_v = \dfrac{\pi D^2}{\pi D^3 / 6} = \dfrac{6}{D}$
즉 6/D이지 3ρ/D가 아니다. 이 식대로 입경과 비표면적은 반비례하고, 입자가 미세할수록 비표면적이 커져 부착성이 강해지며 원심력 집진장치에서는 벽면을 폐색시킨다.

배출가스 중 염소량과 중화 반응식을 정리한다.
$\mathrm{Cl_2} = 3000 \times 0.002 = 6\,\mathrm{Sm^3/h}$
$\mathrm{Cl_2} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaOCl_2} + \mathrm{H_2O}$
Cl2와 Ca(OH)2는 1:1로 반응하고 Ca(OH)2의 분자량은 74이므로
$\dfrac{6}{22.4} \times 74 = 19.8\,\mathrm{kg/h}$

헨리의 법칙 $P = H \cdot C$에서 P는 분압(atm), C는 액상 농도(kmol/m3)이므로 헨리상수의 단위는 atm·m3/kmol이다. "atm/m3·kmol"은 분모·분자가 뒤바뀐 표기다.
나머지는 옳다 — 용해도가 작은 기체에 잘 맞고, 온도가 높을수록·용해도가 작을수록 H값이 커지며, 일정 온도에서 용해도는 그 기체의 분압에 비례한다.

촉매연소는 300~400℃의 비교적 낮은 온도에서 산화시키므로, 고온에서 생기는 열적 NOX 발생이 오히려 적다. "직접연소법에 비해 질소산화물 발생량이 높다"는 서술이 반대다.
낮은 온도에서 처리해 연료소비량과 운전비가 절감되는 대신 황·할로겐·중금속에 의한 촉매독이 문제가 되며, 백금·코발트·니켈계 중 성능이 우수한 백금계가 널리 쓰인다.

"흡착층" 항목이 서로 뒤바뀌어 있다. 반데르발스 힘으로 붙는 물리흡착은 여러 층(다분자층)으로 쌓일 수 있고, 화학결합을 이루는 화학흡착은 단분자층에서 끝난다.
나머지는 옳다 — 물리흡착은 낮은 온도에서 일어나고 가역성이 크며 흡착열이 작은 반면, 화학흡착은 대체로 높은 온도에서 일어나고 가역성이 낮으며 흡착열이 반응열 수준으로 크다.

먼지가 친수성(젖음성)이 크면 적은 세정액으로도 쉽게 포집되므로 액가스비를 오히려 작게 잡는다. 액가스비를 키워야 하는 쪽은 물에 잘 젖지 않는 소수성 입자다.
액가스비를 크게 하는 요인은 먼지 농도가 높을 때, 가스 온도가 높아 세정액 증발 손실이 클 때, 입자의 점착성이 커서 부착·폐색이 우려될 때다.

브로민(Br2)은 산성 수용액에는 거의 흡수되지 않고, 알칼리 수용액(수산화나트륨 용액 등)에 흡수시켜 제거한다.
나머지는 옳은 처리법이다.
CO는 백금계 촉매로 산화시켜 CO2로 만든다.
이황화탄소는 암모니아를 불어넣어 처리한다.
아크로레인은 NaClO 같은 산화제를 넣은 가성소다 용액으로 흡수한다.

전기집진장치의 효율은 Deutsch 식에 따라 집진면적의 지수함수로 변한다.
$\eta = 1 - e^{-\dfrac{A w}{Q}}$
효율 80%이면 $e^{-Aw/Q} = 0.2$이고, 면적을 2배로 하면 지수가 2배가 되어 통과율이 제곱된다.
$\eta' = 1 - (0.2)^2 = 0.96 = 96\,\%$
면적을 2배로 늘려도 효율이 2배가 되는 것이 아니라 빠져나가는 비율이 제곱으로 줄어든다는 점이 핵심이다.

24시간 동안 흡수된 HF의 양을 구한다. 500mL/Sm3=0.5L/Sm3이므로
$V = 2000 \times 0.5 \times 24 = 24000\,\mathrm{L}$
$n = \dfrac{24000}{22.4} = 1071\,\mathrm{mol}$
HF가 100% 전리되고 순환수는 50m3=50,000L이므로
$[\mathrm{H^+}] = \dfrac{1071}{50000} = 0.0214\,\mathrm{mol/L}$
$\mathrm{pH} = -\log(0.0214) = 1.7$

미세한 입자의 특성과 더 잘 맞는 것은 Rosin-Rammler 분포이고, 대수정규분포는 조대입자를 포함한 넓은 입경범위의 분포에 잘 들어맞는다. 따라서 대수정규분포가 미세입자와 잘 일치한다는 서술이 옳지 않다.
나머지는 맞는 설명이다 — 빈도분포는 입경 구간별 개수·질량 비율을 나타내고, 적산분포 R는 일정 입경보다 큰 입자의 누적 비율이므로 입경이 0이면 R=100%가 된다.

주어진 식에 유입구 높이 HA=15cm=0.15m, 원통부 HB=1.4m, 원추부 HC=1.4m를 대입한다.
$N = \dfrac{1}{0.15}\left[1.4 + \dfrac{1.4}{2}\right] = \dfrac{2.1}{0.15} = 14$
원추부 높이만 절반으로 계산하고, 유입구 높이의 cm를 m로 환산하는 것이 실수 포인트다.

세정집진장치는 가스와 세정액을 강제로 충돌·접촉시키므로 압력손실이 크고(벤투리스크러버는 300~800mmH2O 수준) 동력비·운전비가 많이 든다. "압력손실이 작아 운전비가 적게 든다"는 설명이 옳지 않다.
물을 쓰기 때문에 점착성·조해성 분진이나 연소성·폭발성 가스도 처리할 수 있고, 반대로 물에 잘 젖지 않는 소수성 입자에는 집진율이 떨어진다.

유입계수 Ce로부터 후드의 압력손실계수를 구한다.
$F = \dfrac{1}{C_e^{\,2}} - 1 = \dfrac{1}{0.84^2} - 1 = 0.417$
여기에 속도압을 곱하면 압력손실이 나온다.
$\Delta P = F \times VP = 0.417 \times 10 = 4.2\,\mathrm{mmH_2O}$

자외선형광법은 아황산가스(SO2)의 연속측정에 쓰는 방법이어서 질소산화물 측정법에 해당하지 않는다.
배출가스 중 질소산화물은 화학발광법(주시험방법), 적외선흡수법, 자외선흡수법, 아연환원 나프틸에틸렌다이아민법으로 측정한다.

브롬화합물 적정법은 시료 중 브로민화물을 하이포아염소산소듐으로 산화시킨 뒤, 남은 과잉의 하이포아염소산염을 폼산소듐(포름산나트륨)으로 환원시켜 없앤다.
이후 아이오딘화포타슘을 넣어 유리시킨 아이오딘을 싸이오황산소듐 용액으로 적정해 브로민을 정량한다.

일산화탄소 분석방법의 정량범위는 측정기기의 특성과 검출기의 감도에 따라 결정된다. 정전위전해법은 0∼100ppm의 정량범위를 가지므로 보기의 0∼200ppm은 잘못되었다. 비분산형적외선분석법은 적외선 흡수를 이용하여 0∼1000ppm 범위에서 측정 가능하고, 기체크로마토그래피의 TCD(열전도도검출기)는 0.1% 이상(즉 1000ppm 이상)의 고농도 측정에 적합하며, FID(불꽃이온화검출기)는 0∼2000ppm 범위에서 정량된다. 따라서 1번이 오답이다.

"황산(1:7)"처럼 (1:7)·(1+7)로 쓴 것은 1용량과 7용량을 혼합한 것이지 전량을 7mL로 맞춘 것이 아니다. 전량을 맞추는 표기는 (1→7)이다.
나머지는 옳다 — 이름을 밝히지 않은 "용액"은 수용액을 뜻하고, (1+2)는 액체 성분을 1:2 용량비로 혼합한 것이며, (1→5)는 고체 용질 1g을 녹여 전량을 5mL로 하는 비율이다.

비분산적외선분광분석법의 응답시간 기준은 제로가스에서 스팬가스로 바꿔 흘려 넣었을 때 지시가 변하기 시작할 때까지 1초 이내, 최종 지시값의 90%에 도달하는 데 40초 이내다.
앞의 값은 시료가 검출부에 닿기까지의 지연을, 뒤의 값은 지시가 안정되는 속도를 규정한 것이다.

전압변동에 대한 안정성 기준은 전원전압이 설정전압의 ±10% 이내로 변할 때 지시값 변화가 전체 눈금의 ±1% 이내여야 한다는 것이다.
나머지 보기는 기준값이 다르다.
감도는 최대눈금범위의 ±1% 이하에 해당하는 농도변화를 검출할 수 있어야 한다.
유량은 기준유량의 ±2% 이내에서 변동해도 성능에 지장이 없어야 한다.
제로드리프트는 24시간 연속측정 중 전체 눈금의 ±2% 이상 지시변화가 없어야 한다.

표준상태 밀도를 그대로 쓰면 안 되고, 먼저 측정온도 295℃로 보정한다.
$\gamma = 1.2 \times \dfrac{273}{273+295} = 0.577\,\mathrm{kg/m^3}$
피토관 유속식에 동압 100mmH2O와 피토관계수 0.87을 대입하면
$V = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}} = 0.87 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.81 \times 100}{0.577}} = 50.7\,\mathrm{m/s}$

정답 근거: GC의 운반가스 선택은 검출기 종류와 분석 목적에 따라 결정되는데, 3번 설명이 잘못되었다. TCD(열전도도형 검출기)는 열전도도 차이를 측정하므로 아르곤이나 헬륨 같은 열전도도가 높은 불활성가스를 사용하며, FID(수소염 이온화 검출기)는 수소와 공기가 필요하므로 운반가스로 수소를 사용하지 않는다. FID의 운반가스는 헬륨, 질소, 아르곤 등의 불활성가스를 사용하고, 수소와 공기는 별도의 보조 가스로 공급된다. 1번은 배관 재료에 대한 올바른 설명이고, 2번은 분리관의 내경과 재료에 대한 정확한 기술이며, 4번은 시료도입부의 가열 조건에 대한 정확한 설명이다.

비소의 흡수액은 수산화소듐용액(4W/V%)이다. 표의 "수산화칼륨용액(0.4W/V%)"은 시약 종류와 농도가 모두 다르다.
나머지 연결은 옳다 — 불소화합물은 수산화소듐용액(0.1N), 벤젠은 질산암모늄+황산(1→5), 황화수소는 아연아민착염용액을 쓴다.

굴뚝 배출가스의 유속·유량 측정에는 피토관, 열선 유속계, 와류 유속계가 쓰인다. 위상차 유속계는 여기에 포함되지 않는다.
피토관은 전압과 정압의 차인 동압에서 유속을 구하고, 열선 유속계는 가열된 금속선이 기류에 식는 정도를, 와류 유속계는 물체 뒤에 생기는 카르만 와류의 발생 주파수를 이용한다.

인도페놀법에서 아민류·아황산가스·이산화질소는 암모니아보다 훨씬 많은 양이 있어도 방해하지 않지만, 황화수소는 암모니아와 같은 정도의 양만 공존해도 방해한다.
이 방법은 암모늄이온이 하이포염소산·페놀과 반응해 만드는 인도페놀류의 청색을 흡광도로 측정하는 것이라, 황화물이 발색을 교란하면 정량값이 어긋난다.

아연 이온을 디티존과 반응시켜 생성된 적색 아연착염을 사염화탄소로 추출한 뒤, 그 흡광도를 535nm에서 측정해 정량한다.
디에틸디티오카바민산나트륨은 구리의 자외선가시선 분광분석에 쓰는 발색시약이므로 아연 분석과는 맞지 않는다.

알루미늄·타이타늄·바나듐처럼 내화성 산화물을 만들기 쉬운 원소는 원자화에 높은 온도가 필요하므로 아세틸렌-아산화질소(N2O) 불꽃을 쓴다. 프로판-공기 불꽃은 저온이라 이런 원소에는 부적합하다.
나머지는 옳다 — 버너는 전분무버너와 예혼합버너로 나뉘고, 불꽃 중 빛의 유효길이를 길게 할수록 감도와 안정성이 좋아지므로 10cm 이상이 필요하면 멀티패스 방식을 쓴다.

표준산소농도를 적용받는 항목의 배출가스량 보정식은 실측 산소농도가 분자에 오는 형태다.
$Q = Q_a \times \dfrac{21 - O_a}{21 - O_s}$
이는 농도 보정식 $C = C_a \times \dfrac{21 - O_s}{21 - O_a}$의 역수다. 농도와 가스량을 곱한 오염물질 배출량은 보정 전후가 같아야 하기 때문이다.
나눗셈 형태로 쓰면 $Q = Q_a \div \dfrac{21 - O_s}{21 - O_a}$가 된다.

환경대기 중 탄화수소 농도의 주시험방법은 비메탄 탄화수소 측정법이다. 총탄화수소 측정법과 활성 탄화수소 측정법은 보조 시험방법으로 규정되어 있다.
메탄은 대기 중 배경농도가 높으면서 광화학 반응성은 낮아, 오존 생성에 실제로 기여하는 탄화수소를 보려면 메탄을 제외하고 측정해야 하기 때문이다.

대기오염공정시험기준의 용어 정의를 확인하는 문제로, 각 보기를 검토하면 다음과 같다. 1번 "즉시"는 5초 이내이고, 2번 "감압 또는 진공"은 50mmHg 이하가 기준이다. 4번 "정확히 단다"는 0.1mg까지 달아야 하므로 0.3mg은 틀렸다. 반면 3번은 용액의 액성(pH) 측정에 대한 표준 규정으로, 특별한 규정이 없으면 유리전극법 기반의 pH미터로 측정하는 것이 공정시험기준의 일반적 원칙이다.

수분량은 흡수된 수증기 부피와 건조가스 부피의 비로 정의된다.
$X_w = \dfrac{\dfrac{22.4}{18}m_a}{V_m \times \dfrac{273}{273+\theta_m} \times \dfrac{P_a+P_m-P_v}{760} + \dfrac{22.4}{18}m_a} \times 100$
대기압 0.6atm=456mmHg, 게이지압 25mmHg에서 포화수증기압 255mmHg를 빼고 가스미터 부피를 표준상태로 환산하면
$10 \times \dfrac{273}{353} \times \dfrac{456+25-255}{760} = 2.30\,\mathrm{L}$
Xw=10%를 대입해 정리하면
$0.1 = \dfrac{1.244\,m_a}{2.30 + 1.244\,m_a} \;\Rightarrow\; m_a = 0.21\,\mathrm{g}$

자외선흡수분석계의 광원은 중수소방전관 또는 중압수은등을 쓴다. "저압수소방전관 또는 저압수은등"이라는 서술이 옳지 않다.
나머지는 옳다 — 분광기는 프리즘이나 회절격자로 단색광을 얻고, 검출기는 광전자증배관 또는 광전관을 쓰며, 시료셀은 200~500mm 길이로 시료가스가 연속 통과하는 구조다.

배출가스 중 이황화탄소를 자외선가시선분광법으로 정량할 때는 다이에틸아민구리 용액에 흡수시켜, 생성되는 황갈색 착화합물의 흡광도를 측정한다.
아연아민착염 용액은 황화수소의 흡수액이므로 혼동하지 않도록 구분해 둔다.

불꽃 속에서 목적원소의 원자증기가 아닌 다른 물질이 같은 파장의 빛을 흡수하거나 산란시켜 생기는 간섭이 분광학적 간섭이다.
물리적 간섭은 시료의 점도·표면장력 차이로 분무량이 달라져 생기고, 화학적 간섭은 목적원소가 공존물질과 난해리성 화합물을 만들어 원자화되지 않아 생긴다.

「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.

대기환경보전법 시행규칙 제52조제2항은 자가측정 시 사용한 여과지 및 시료채취기록지의 보존기간을 대기오염공정시험기준에 따라 측정한 날부터 6개월로 정하고 있다.
같은 조에 따라 자가측정 결과는 반기별로 정리해 상반기분은 7월 31일까지, 하반기분은 다음 해 1월 31일까지 제출한다.

환경정책기본법 시행령 [별표 1] 환경기준에서 오존(O3)은 8시간 평균 0.06ppm 이하, 1시간 평균 0.1ppm 이하로 정해져 있고 24시간 평균치 기준은 없다.
24시간 평균치가 규정된 항목은 아황산가스 0.05ppm 이하, 이산화질소 0.06ppm 이하, 미세먼지(PM-10) 100μg/m3 이하, 초미세먼지(PM-2.5) 35μg/m3 이하다.

초과부과금은 대기환경보전법령에서 특정 대기오염물질을 기준치를 초과하여 배출하는 경우에 부과하는 제도로, 부과 대상 물질은 법령으로 명시된 항목으로 제한된다. 황산화물(SO₂), 염화수소(HCl), 황화수소(H₂S)는 모두 특정대기오염물질로 지정되어 초과부과금 대상에 포함되지만, 페놀은 특정대기오염물질이 아니라 유해대기감시물질로 분류되어 초과부과금의 대상이 되지 않는다. 따라서 초과부과금 부과대상이 아닌 오염물질은 페놀이다.

실내공기질 관리법 시행규칙 [별표 2] 실내공기질 유지기준에서 영화상영관은 지하역사·대합실·장례식장 등과 같은 군에 속해 미세먼지(PM-10) 기준이 100μg/m3 이하다.
같은 별표에서 의료기관·산후조리원·어린이집 등은 75μg/m3 이하로 더 엄격하고, 실내주차장과 실내 체육시설·공연장·업무시설은 200μg/m3 이하로 완화되어 있다.

대기환경보전법 시행규칙 [별표 38] 위탁업무 보고사항에서 자동차배출가스 인증생략 현황의 보고횟수는 연 2회이며, 보고기일은 매 반기 종료 후 15일 이내다.
같은 별표의 다른 항목은 자동차 시험검사 현황이 연 1회, 수시검사·결함확인검사 관련 접수와 결과는 위반사항 적발 시 수시로 보고한다.

「대기환경보전법 시행규칙」 제11조제1항은 수도권대기환경청장·국립환경과학원장·한국환경공단이 설치하는 측정망을 열거하는데, 그중 광화학대기오염물질측정망(도시지역의 휘발성유기화합물 등의 농도 측정)이 포함된다.
같은 항의 나머지는 교외대기·국가배경농도·유해대기물질·산성강하물·지구대기·대기오염집중·미세먼지성분 측정망이다.
도시대기측정망·도로변대기측정망·대기중금속측정망은 같은 조 제2항의 시·도지사가 설치하는 측정망이므로 해당하지 않는다.

「악취방지법」 제28조제2호는 관계 공무원의 출입·채취 및 검사를 거부·방해하거나 기피한 자를 300만원 이하의 벌금에 처하도록 규정한다.
같은 조에는 개선명령을 이행하지 않은 자, 악취방지계획에 따른 조치 없이 악취배출시설을 가동한 자도 함께 묶여 있다.

「대기환경보전법 시행령」 제12조제1호에 따라, 배출시설 설치 지점으로부터 반경 1km 안의 상주 인구가 2만명 이상인 지역에서 특정대기유해물질 한 가지를 연간 10톤 이상 배출하거나 두 가지 이상을 연간 25톤 이상 배출하는 시설이면 설치를 제한할 수 있다.
같은 조 제2호는 먼지·황산화물·질소산화물 발생량 합계가 연간 10톤 이상인 배출시설을 특별대책지역에 설치하는 경우를 따로 규정하고 있어, 두 호의 숫자를 섞지 않아야 한다.

「대기환경보전법 시행규칙」 [별표 15] 비산먼지 억제 엄격한 기준의 '싣기와 내리기' 공정은 물뿌림 반경 7m 이상, 수압 5kg/cm2 이상의 고정식 또는 이동식 물뿌림시설을 설치하도록 정한다.
일반 기준([별표 14])보다 강화된 수치이며, 시·도지사가 이 엄격한 기준을 적용하려면 사업자에게 알리고 시설 설치에 필요한 충분한 기간을 주어야 한다.

「실내공기질 관리법 시행규칙」 [별표 3] 권고기준에서 라돈은 시설 구분 없이 148Bq/m3 이하이므로 '5.0 이하'라는 값이 옳지 않다.
산후조리원이 속한 '나' 항목(의료기관·산후조리원·노인요양시설·어린이집·실내 어린이놀이시설)의 나머지 값은 이산화질소 0.05ppm 이하, 총휘발성유기화합물 400μg/m3 이하, 곰팡이 500CFU/m3 이하로 보기와 일치한다.

「실내공기질 관리법 시행규칙」 [별표 4의2] 신축 공동주택 권고기준에서 폼알데하이드는 210μg/m3 이하이므로 '300 이하'는 옳지 않다.
나머지 항목은 벤젠 30, 톨루엔 1,000, 에틸벤젠 360, 자일렌 700, 스티렌 300, 라돈 148Bq/m3로 정해져 있다. 300μg/m3는 폼알데하이드가 아니라 스티렌의 기준값이다.

대기환경보전법 시행규칙상 미세먼지(PM-10) 주의보 발령기준은 시간당 평균농도가 150μg/m³ 이상으로 2시간 이상 지속될 때이며, 해제기준은 발령지역의 기상조건 등을 검토하여 시간당 평균농도가 100μg/m³ 미만인 때이다.

「대기환경보전법 시행규칙」 [별표 12] 석탄사용시설 기준은 배출시설의 굴뚝높이를 원칙적으로 100m 이상으로 하되, 유효굴뚝높이가 440m 이상이면 굴뚝높이를 60m 이상 100m 미만으로 완화할 수 있다고 규정한다.
여기서 유효굴뚝높이란 굴뚝의 실제 높이에 배출가스의 상승고도를 합산한 높이를 말하며, 산정방법은 국립환경과학원장이 정하여 고시한다.

「대기환경보전법」 제89조제6호는 제46조를 위반하여 제작차배출허용기준에 맞지 아니하게 자동차를 제작한 자를 7년 이하의 징역이나 1억원 이하의 벌금에 처하도록 정한다.
같은 조에는 허가 없이 배출시설을 설치·조업한 자, 방지시설을 설치하지 않고 배출시설을 운영한 자, 인증을 받지 않고 자동차를 제작한 자 등 중대 위반이 함께 규정돼 있다.

자동차제작자·연구기관 등이 자동차의 개발 또는 전시 등 주행 외의 목적으로 수입하는 자동차는 「대기환경보전법 시행령」 제46조제1항제6호의 인증 면제 대상이며, 인증 생략 대상이 아니다.
인증 생략 대상은 같은 조 제2항에 열거돼 있고 나머지 보기가 모두 여기에 들어간다.
국가대표 선수용 또는 훈련용 자동차로서 문화체육관광부장관의 확인을 받은 자동차
외교관 또는 주한 외국군인의 가족이 사용하기 위하여 반입하는 자동차
항공기 지상 조업용 자동차

「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.

「대기환경보전법」 제45조제1항은 특별대책지역·대기관리권역 또는 휘발성유기화합물 배출규제 추가지역으로 지정·고시된 날부터 3개월 이내에 제44조제1항에 따른 설치 신고를 하도록 규정한다.
배출을 억제·방지하는 시설 설치 등 실제 조치는 지정·고시된 날부터 2년 이내에 하면 되므로, 신고 기한과 조치 기한을 구분해서 외워야 한다.

「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.

「대기환경보전법 시행령」 [별표 1의3] 사업장 분류기준에서 대기오염물질발생량 합계가 연간 20톤 이상 80톤 미만이면 2종사업장이므로, 연간 25톤인 사업장은 2종사업장이다.
3종은 10톤 이상 20톤 미만, 4종은 2톤 이상 10톤 미만, 5종은 2톤 미만이고 1종은 80톤 이상이다.
여기서 발생량은 방지시설을 통과하기 전의 먼지·황산화물·질소산화물 발생량을 합한 값을 말한다.