[대기환경산업기사 필기] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

온위(potential temperature)는 공기덩어리를 표준압력(1000mbar)으로 단열 압축·팽창했을 때의 온도로, 다음 공식으로 구한다: $\theta = T \left(\frac{P_0}{P}\right)^{\frac{R}{c_p}}$. 여기서 $\frac{R}{c_p} = \frac{\gamma - 1}{\gamma}$이므로 $\frac{R}{c_p} = \frac{1.4-1}{1.4} = \frac{0.4}{1.4} = \frac{2}{7} \approx 0.286$이다. 주어진 값을 대입하면: $\theta = (15 + 273) \times \left(\frac{1000}{820}\right)^{0.286} = 288 \times (1.220)^{0.286}$. $(1.220)^{0.286}$을 계산하면 약 1.058이므로: $\theta = 288 \times 1.058 \approx 305 \text{K}$. 따라서 온위는 약 305K이다.

토마토는 황화수소(H₂S)에 비교적 민감한(약한) 식물로 분류되어, 강한 식물의 예로 보기 어렵다.
반면 복숭아, 딸기, 사과 등은 상대적으로 H₂S에 대한 내성이 강한 식물로 알려져 있다.

광화학반응에서 오존 생성과 소비 메커니즘을 검토하면, 1번은 NO 산화율의 정의와 단위(ppb/min)가 올바르고, 2번은 NO₂가 광분해되어 오존을 생성하므로 NO₂ 산화량이 증가하면 오존 농도도 증가한다는 기본 원리가 맞다. 3번도 과산화기(RO₂ 등)가 NO를 산화시켜 NO₂를 생성하고, 이것이 광분해되어 오존이 생성되는 광화학 반응의 핵심 경로다. 반면 4번은 원자상태 산소(O)는 오존 생성에는 기여하지만 탄화수소 산화에는 직접 반응하지 않으며, 실제로는 OH 라디칼이나 NO₃ 라디칼이 탄화수소 산화의 주요 반응체이므로 원자상태 산소가 탄화수소 산화를 촉진한다는 설명은 부정확하고 광화학반응 메커니즘과도 맞지 않는다.

엘니뇨 현상에서 강수 패턴을 잘못 설명한 것이 1번이다. 엘니뇨가 발생하면 동남아시아와 호주 북부에서는 오히려 가뭄(강수 감소)이 발생하는 반면, 남미 태평양 연안(페루 등)에서 홍수가 주로 발생한다. 2번은 정확하게 기술되었으며(해수면 온도 0.5℃ 이상 상승, 6개월 이상 지속), 3번도 올바르다(무역풍이 약화되면 따뜻한 바닷물이 동쪽으로 확장). 4번도 태평양 연안국의 주요 곡물 생산지 피해를 정확히 서술하고 있다.

자동차가 감속할 때는 스로틀이 닫히면서 흡기다기관의 부압이 커져 불완전연소가 심해지고 미연소 혼합기가 그대로 배출되므로, 탄화수소(HC) 배출이 특징적으로 크게 증가한다.
NOx는 고온·고압의 연소조건인 가속·정속 주행에서 늘어나는 경향이 있어 감속 시에는 오히려 줄어든다.

공중역전(기온역전)은 대기 하층의 기온이 상층보다 높은 비정상적 현상으로, 발생 메커니즘에 따라 분류된다. 전선역전은 찬 공기와 따뜻한 공기의 경계인 전선 통과 시 발생하고, 해풍역전은 해풍 유입으로 따뜻한 공기가 상층에 형성되며 발생하며, 난류역전은 지표면 복사 냉각으로 하층이 냉각되어 발생하는 공중역전의 주요 유형들이다. 반면 복사역전은 지표면이 복사로 냉각되면서 발생하는 현상으로, 공중역전 자체가 아니라 복사냉각에 의한 지표면 현상을 설명하는 용어이므로 공중역전의 분류에 해당하지 않는다.

비엔나협약(1985년)은 오존층 파괴물질의 규제를 목적으로 채택된 국제협약이며, 이후 1987년 몬트리올의정서를 통해 구체적인 규제물질과 감축일정이 정해졌다.

지구온난화지수(GWP)는 CO₂를 기준(GWP=1)으로 동일 질량의 다른 온실가스가 일정 기간(보통 100년) 동안 유발하는 온난화 효과를 상대적으로 나타낸 지수다. 주요 온실가스의 GWP(100년 기준)는 SF₆ ≈ 23,500, N₂O ≈ 310, CH₄ ≈ 28, CO₂ = 1로, SF₆가 가장 높고 CO₂가 가장 낮다. 따라서 크기 순서는 SF₆ > N₂O > CH₄ > CO₂이다.

오존에 의한 식물 피해는 어린잎보다 생장이 끝난 성숙한 잎에서 더 뚜렷하게 나타나므로, 어린잎에 주로 피해를 일으킨다는 설명은 옳지 않다(어린잎에 주로 피해를 주는 것은 PAN이다).
오존은 폐수종·폐충혈을 유발하고 섬모운동 기능장애를 일으키며, 인체 DNA·RNA에 작용해 유전인자 변화를 일으킬 수 있다는 설명은 타당하다. 담배, 자주개나리는 오존에 약한 대표적 식물이다.

가우시안 연기모델은 오염물질의 농도 분포가 시간에 따라 변하지 않는 정상상태(steady state)를 가정하므로, 비정상상태로 본다는 설명은 옳지 않다.
이 모델은 주 풍향(x방향)만을 고려해 풍횡방향(y방향)의 풍속을 0으로 두고, 난류확산계수를 일정한 상수로 취급하며, 연기 내부에서 일어나는 대기화학반응은 무시한다.

Sutton의 확산식에서 최대착지농도 $C_{max}$는 유효굴뚝높이 $H_e$의 제곱에 반비례한다, 즉 $C_{max} \propto \dfrac{1}{H_e^{2}}$이다.
유효굴뚝높이가 3배로 증가하면 최대착지농도는 $\dfrac{1}{3^{2}} = \dfrac{1}{9}$로 감소한다.

빈칸에는 순서대로 풍속 - 바람장미 - 주풍이 들어간다.
바람장미는 풍향별 발생빈도와 풍속을 동심원 위에 방사형 막대로 그린 그림이다. 중심에서 뻗은 막대의 길이가 그 풍향의 출현빈도를, 막대의 굵기나 음영 구분이 풍속 계급을 나타낸다.
이 가운데 빈도수가 가장 많은 풍향을 주풍이라 하며, 굴뚝 위치 선정이나 오염 영향권 판단의 기본 자료가 된다.
지균풍과 경도풍은 기압경도력·전향력(경도풍은 원심력까지)의 균형으로 설명되는 상층 바람의 종류여서, 관측 빈도를 모아 그린 그림의 이름과는 무관하다.

악취의 물리·화학적 특성에서 정답 4번이 옳지 않은 이유는 악취는 화학적 구성뿐 아니라 물리적 특성(분자량, 증기압, 극성 등)에 의해서도 크게 결정되기 때문이다. 보기 1은 증기압이 높을수록 휘발성이 커져 냄새 감지가 쉬워지므로 타당하다. 보기 2는 대부분의 악취유발물질이 극성 작용기(S, N, O 등)를 포함해 적외선 흡수도가 높으며, paraffin과 CS₂는 예외적으로 흡수도가 낮은 점을 정확히 설명한다. 보기 3은 악취가스가 극성 작용기를 지니므로 활성탄의 표면에 물리·화학 흡착되는 것으로 악취 제거 원리의 기초다. 악취 인지는 분자의 화학적 구조와 동시에 증기압·극성·분자량 같은 물리적 성질의 상호작용에 의해 결정되는 것이 현대적 이해이므로, 화학적 구성만을 강조하는 4번이 부정확하다.

아연화합물의 흄(fume)을 흡입하면 인체에서 오한·발열을 특징으로 하는 금속흄열이 나타날 수 있다.
망간화합물 역시 고농도 노출 시 유사한 발열성 증상과 관련되어, 두 물질이 발열을 일으키는 대표적 물질로 꼽힌다.

CO₂가 온실효과에 대한 기여도가 가장 크다. 현재 대기 중 CO₂의 농도가 약 420ppm으로 다른 온실가스보다 훨씬 높으며, 장기간 대기에 머물러 누적효과가 크기 때문이다. CH₄는 분자당 온난화지수(GWP)는 높으나(약 28~36) 대기 중 농도가 약 1.9ppm으로 매우 낮고, N₂O도 농도가 약 0.3ppm 수준으로 미량이며, CFC는 오존층 파괴에는 주요 원인이지만 농도가 극히 낮아 현재 온실효과 기여도는 상대적으로 작다. 따라서 농도와 체류시간을 종합적으로 고려했을 때 CO₂의 기여도가 약 60% 이상으로 가장 크다.

레이놀드수는 $N_{Re} = \frac{\rho VD}{\mu}$로 계산한다. 주어진 값을 대입하면 $N_{Re} = \frac{1.15 \times 2.5 \times 0.25}{1.75 \times 10^{-5}} = \frac{0.71875}{1.75 \times 10^{-5}} = 41071$이다. 관 내 흐름에서 레이놀드수의 판정 기준은 2300 이하는 층류, 4000 이상은 난류이므로, 41071은 난류에 해당한다.

국내 VOC 총배출량 통계에서 도료·세정 등에 쓰이는 유기용제 사용 부문이 배출원 중 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 알려져 있다.
자동차 등 도로이용 오염원, 폐기물처리, 에너지 수송 및 저장은 상대적으로 배출 비중이 작다.

이 문항의 정답은 2번 뮤즈계곡사건이 아니라 1번 도노라사건이다. 역사적 순서는 다음과 같다: 뮤즈계곡사건(1930년 벨기에) → 도노라사건(1948년 미국) → 런던스모그사건(1952년 영국) → 포자리카사건(1963년 이탈리아). 주어진 정답과 실제 역사적 사실이 일치하지 않으므로 검증이 필요하다.

정답은 3번이 옳지 않은 설명이다. 벤젠은 피부를 통한 침투율이 매우 낮으며, 체내 흡수 후 주로 지방조직(지질)에 분포하는 특성을 가진다. 보기의 "피부를 통해 약 50% 정도 침투"는 벤젠의 실제 경피 흡수 특성을 과다하게 표현한 것이고, "주로 근육조직에 분포"는 벤젠의 친지질성(lipophilic) 특성상 지방조직에 축적되는 실제 거동과 맞지 않는다. 나머지 보기들은 모두 정확하다: 라돈은 우라늄→라듐 붕괴의 산물로 무색무취(1번), 포름알데하이드는 자극성 냄새의 무색기체로 폭발 위험과 방부제 용도 있음(2번), 석면은 자연산 섬유상 물질로 내열·불활성·절연성 보유(4번).

황화수소(H₂S)는 석유정제, 석탄건류(코크스 제조), 가스공업, 형광물질 원료 제조 공정 등에서 황 성분이 환원되며 발생하는 대표적인 배출오염물질이다.

자외선/가시선분광법의 광원 선택에 관한 문항이다. 4번이 거리가 먼 이유는 자외부와 가시부의 광원 역할이 반대로 서술되었기 때문이다. 실제로는 중수소방전관(deuterium lamp)은 자외부(약 160~400 nm) 파장범위의 광원으로 사용되며, 텅스텐 필라멘트 램프(또는 할로겐 램프)가 가시부와 근적외부(약 350~2500 nm)의 광원이다. 4번에서는 이를 거꾸로 서술하여 오류가 있다.
1번은 정확하다(유리제 셀은 가시~근적외, 석영제 셀은 자외부용). 2번도 정확하다(광전광도계는 필터식 단광속형, 간단한 구조). 3번도 정확하다(단색화장치나 필터로 파장 선택, 색유리·젤라틴·간섭필터 등 사용).

VOCs 누출확인에 쓰는 휴대용 측정기기의 검출기는 측정하려는 VOCs에 감응(반응)해야 누출 여부를 확인할 수 있다. 따라서 검출기가 시료와 반응하지 않아야 한다는 설명은 옳지 않다.
응답시간, 계기눈금의 분해능, 교정 정밀도에 관한 나머지 설명은 규격 및 성능기준에 부합하는 내용이다.

흡수액은 산성 과망간산포타슘 용액이고, 측정 파장은 253.7nm이다.
냉증기 원자흡수분광광도법에서는 배출원에서 등속으로 흡입한 입자상·가스상 수은을 산성 과망간산포타슘 용액에 통과시켜 모두 Hg2+ 형태로 붙잡는다. 흡수액에 강한 산화제가 들어 있어야 원소상 수은까지 빠짐없이 용액에 잡힌다.
이어서 환원제로 Hg2+를 Hg0(원자상 수은)으로 되돌린 뒤 상온에서 기화시켜 광학셀로 보내고, 수은 원자의 고유 흡수선인 253.7nm에서 흡광도를 읽는다. 가열 없이 찬 상태에서 증기를 만들어 측정하기 때문에 '냉증기'라는 이름이 붙었다.
다이메틸글리옥심은 니켈 등에 쓰는 발색시약이고 193.7nm는 비소의 측정 파장이어서, 수은 분석 조건으로는 맞지 않는다.

아세틸렌-아산화질소(N₂O) 불꽃은 아세틸렌-공기 불꽃보다 온도가 높아, 산화물이 열적으로 잘 해리되지 않는 내화성산화물 생성 원소(알루미늄, 규소, 티타늄 등)의 분석에 적합하다.
수소-공기 불꽃이나 프로판-공기 불꽃은 온도가 상대적으로 낮아 이러한 내화성산화물을 충분히 해리시키기 어렵다.

배출가스 중 크롬을 원자흡수분광광도법으로 정량할 때의 측정파장은 $357.9\ \mathrm{nm}$이다.

이황화탄소(CS₂)는 화학적 반응성이 있어 고무나 염화비닐수지 같은 유기재질과 반응하거나 이를 침식시킬 수 있으므로, 채취관·도관의 재질로는 화학적으로 안정한 석영을 사용한다.

냉각도관은 응축수가 아래로 흘러내려 고이지 않도록 될 수 있는 대로 수직으로 연결해야 하므로, 수평으로 연결한다는 설명은 옳지 않다. 수평으로 두면 응축수가 도관 안에 머물러 측정에 지장을 준다.
기체-액체 분리관은 도관의 부착위치 중 가장 낮은 부분이나 최저 온도 부분에 부착하고, 냉각 도관 부분에는 기체-액체 분리관과 그 아래쪽 응축수 트랩을 함께 연결하는 것이 원칙이다.

흡광차분광법(DOAS)에서는 넓은 파장 대역(약 180~2,850nm)에서 연속적인 스펙트럼을 내는 제논(Xe)램프를 광원으로 사용한다.
중공음극램프는 특정 원소 고유파장의 선스펙트럼을 내는 광원으로 원자흡수분광광도법에 쓰이는 것이어서, 흡광차분광법의 광원으로는 적합하지 않다.

황화수소를 아이오딘 적정법으로 정량할 때는 녹말(전분)용액을 지시약으로 사용하며, 아이오딘-녹말 착물의 청람색이 사라지는 시점을 종말점으로 판단한다.

굴뚝 배출가스 중 가스상 물질 시료채취 기기 운영의 정확한 기준을 판단하는 문항이다. 정답 2번을 검토하면, 가스미터의 사용 압력 범위는 250mmH₂O 이내가 아니라 ±250mmH₂O 범위(즉, -250~+250mmH₂O)에서 사용해야 한다는 것이 올바른 기준이다. 1번은 습식가스미터의 물 제거가 기계 손상 방지를 위한 정확한 주의사항이고, 3번의 채취병 참부피 측정(0℃ 기준)은 정확한 시료량 산정을 위해 필수 절차이며, 4번의 기기 근접 배치는 채취부 조작 편의성과 장치 안정성을 확보하는 올바른 설치 원칙이다. 따라서 2번이 250mmH₂O 이내라고 단측 제한으로 표현한 점이 기준을 정확하게 나타내지 못한 옳지 않은 설명이다.

“항량이 될 때까지 건조한다”는 것은 같은 조건에서 1시간 더 건조했을 때 전후 무게 차가 시료 1g당 0.3mg 이하인 상태를 뜻한다.
각 보기의 무게 감소를 시료 1g당으로 환산하면 $\dfrac{2.5\ \mathrm{mg}}{8\ \mathrm{g}} \approx 0.31\ \mathrm{mg/g}$, $\dfrac{1.1\ \mathrm{mg}}{4\ \mathrm{g}} = 0.275\ \mathrm{mg/g}$, $\dfrac{1\ \mathrm{mg}}{1\ \mathrm{g}} = 1\ \mathrm{mg/g}$, $\dfrac{0.1\ \mathrm{mg}}{0.1\ \mathrm{g}} = 1\ \mathrm{mg/g}$이 된다.
따라서 기준을 벗어나지 않는 것은 검체 4g을 더 건조해 3.9989g이 된 경우뿐이다.

100℃에서 30분간 가열 활성하고, 데시케이터 안에서 3주 이상 보존한 것을 사용한다.
벤조(a)피렌 형광분광광도법에 쓰는 박층판 제조 절차로, 알루미나에 물을 넣어 슬러리로 만든 뒤 애플리케이터로 유리판 위에 약 250μm 두께로 고르게 피복해 방치한다.
굳은 판을 100℃에서 30분간 가열하면 흡착수가 날아가면서 알루미나의 흡착 활성이 되살아난다. 그다음 황산수용액으로 상대습도를 약 45%로 맞춘 진공 데시케이터에 넣어 3주 이상 두어, 판의 함수율이 일정한 평형 상태에 이르도록 한다.
가열 활성은 30분으로 짧게, 습도 평형은 3주 이상으로 길게 잡는다는 점을 짝지어 외우면 두 빈칸을 바꿔 넣는 실수를 막을 수 있다.

총탄화수소 측정 장비의 성능기준에서 예열시간은 6시간이 아닌 30분 이하이어야 한다. 1번 응답시간은 스팬가스 도입 시 90% 변화까지 2분 이하, 2번 지시의 변동은 제로·스팬가스 도입 시 ±1% 범위, 4번 재현성은 제로·스팬가스 3회 도입 후 편차가 ±1% 범위로 모두 환경대기 측정망의 성능기준에 부합한다. 3번의 6시간은 측정기기 예열시간으로서 부적절하게 과도하므로 정답이다.

저용량 공기시료채취기법의 장비 규격에 관한 문항으로, 정답 근거를 각 보기별로 검토하면 다음과 같다. 1번은 유량계의 설치 위치(여과지홀더와 흡입펌프 사이)와 측정 범위(10~30L/min, 0.5L/min 단위)가 올바른 규격이다. 3번은 여과지홀더의 충전물질로 불소수지(테플론)를 사용하는 것이 맞다. 4번은 멤브레인필터 같은 압력손실이 큰 여과지 사용 시 압력계를 부착하여 유량 보정하는 것이 표준 방법이다. 반면 2번의 경우, 저용량 공기시료채취기의 흡입펌프는 진공도가 높아야 하며(낮지 않음), 연속 사용 시간도 10일 이상이 아니라 통상 4~8시간 정도의 연속 운전을 기준으로 설계된다. 따라서 진공도 수준과 연속 운전 시간 규격이 부정확하다.

NaOH의 화학식량은 40이고 1가 염기이므로 당량도 40이다.
노말농도는 $N = \dfrac{20\ \mathrm{g}}{40\ \mathrm{g/eq} \times 0.8\ \mathrm{L}}$로 구하며, 계산하면 $N = 0.625\ \mathrm{N}$가 된다.

산성으로 만든 뒤 과망간산포타슘 용액으로 산화시키고, 생성된 브롬을 클로로폼으로 추출한다.
배출가스 중 브롬화합물은 먼저 수산화소듐 용액에 흡수시킨다. 알칼리 흡수액에서는 브로민화 이온 형태로 안정하게 붙잡히므로 손실 없이 시료를 모을 수 있다.
흡수액 일부를 분취해 산성으로 만든 다음 산화제를 넣어 유리 브롬으로 산화시키는데, 이 단계의 산화제가 과망간산포타슘이다. 중성 요오드화포타슘 용액은 산화제가 아니라 오히려 산화된 물질을 환원시키는 시약이므로 이 자리에 올 수 없다.
유리된 브롬은 물보다 유기용매에 훨씬 잘 녹으므로 클로로폼으로 추출한 뒤 발색시켜 흡광도를 측정한다. 헥산은 이 방법에서 쓰는 추출 용매가 아니다.

전체 VOC 양의 5%가 흡착관을 통과하는 시점이 기준이다.
고체흡착법에서 파과부피는 일정 농도의 VOC를 흡착관에 계속 흘려보낼 때 흡착제가 포화되기 시작해 유입된 VOC의 5%가 잡히지 않고 빠져나가는 순간까지, 흡착관 내부로 흘러간 총 부피를 말한다.
즉 파과부피는 그 흡착관으로 손실 없이 채취할 수 있는 시료 부피의 상한을 알려 주는 값이므로, 실제 채취량은 이보다 충분히 작게 잡아야 시료가 새어 나가는 일이 없다.

흡입노즐은 스테인리스강 또는 석영제로 만들고, 노즐의 꼭짓점은 30° 이하의 예각이 되도록 하며 매끈한 반구모양으로 한다. 따라서 45° 이하의 예각으로 제시한 설명은 옳지 않다.
배출가스 중 알데하이드류는 흡수액인 DNPH(2,4-다이나이트로페닐하이드라진)와 반응해 하이드라존 유도체를 생성하며, 이 유도체는 자외선(UV) 영역인 350~380nm 부근에서 최대 흡광도를 나타낸다. 흡입관은 수분 응축을 막기 위해 시료가스 온도를 100℃ 이상으로 유지할 수 있는 가열기를 갖춘 보로실리케이트 또는 석영 유리관을 사용한다.

원자흡수분광광도법에서 광원부로는 중공음극램프(Hollow Cathode Lamp)가 가장 적합하다.
중공음극램프는 분석하려는 원소와 동일한 금속으로 음극을 만들어 그 원소 고유의 선스펙트럼을 안정적으로 방출하므로 특정 파장에서 예민하고 정확한 흡광도 측정이 가능하다.
텅스텐램프는 연속스펙트럼을 내는 광원으로 주로 흡광광도법(UV-Vis)의 가시광선 영역에 쓰인다.
플라즈마젯은 원자흡수분광법이 아닌 유도결합플라즈마(ICP) 발광분석법의 여기원에 해당한다.
수소방전관은 자외선 영역의 연속광원으로 분광광도계에 사용될 뿐 원소별 선스펙트럼을 내지 못한다.

원형굴뚝의 측정점수는 반경(또는 직경)에 따른 등급으로 결정된다. 일반적인 굴뚝 가스 샘플링 기준에서 원형 덕트의 측정점 개수는 반경 또는 직경 구간별로 규정되어 있다. 반경 0.5m(직경 1.0m)인 경우 직경이 0.5~1.5m 구간에 해당하며, 이 구간의 측정점수는 4점이다. 이는 원형 단면을 4등분하여 각 사분면 중심에 측정점을 배치하는 방식이다.

SO2를 탄산칼슘(CaCO3)으로 이론적으로 완전제거할 때 필요한 탄산칼슘의 양은 약 2.8kg/h이다.
배출가스 중 SO2 유량은 $250\,\mathrm{Sm^3/h} \times 2500\times10^{-6} = 0.625\,\mathrm{Sm^3/h}$이며, 이를 몰수로 환산하면 $\dfrac{0.625}{22.4} = 0.0279\,\mathrm{kmol/h}$이다.
탈황반응 $\mathrm{SO_2} + \mathrm{CaCO_3} + \tfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CaSO_4} + \mathrm{CO_2}$에서 SO2와 CaCO3는 1:1 몰비로 반응하므로, 필요한 CaCO3량은 $0.0279\,\mathrm{kmol/h}\times100\,\mathrm{kg/kmol} = 2.79 \approx 2.8\,\mathrm{kg/h}$이다.

여과포의 필요 개수는 처리가스양을 여과포 1개당 처리 가능한 가스양으로 나누어 구한다. 먼저 여과포 1개의 표면적을 구하면, 원통형 여과포의 측면적 = $\pi \times D \times L = \pi \times 0.25 \times 3 = 2.356 \text{ m}^2$이다. 다음으로 여과포 1개당 처리 가능한 가스양(용량)을 계산하면, 처리 용량 = 표면적 × 처리속도 = 2.356 m² × 2 cm/sec = 2.356 × 0.02 m/sec = 0.04712 m³/sec이다. 이를 분 단위로 변환하면 0.04712 × 60 = 2.827 m³/min이다. 마지막으로 필요한 여과포의 수 = 1200 m³/min ÷ 2.827 m³/min = 약 425개가 된다.

전기집진장치의 유지관리에서 3번이 가장 거리가 먼 이유는 절연저항의 기준이 잘못되었기 때문이다. 고전압회로의 절연저항은 50Ω 이하가 아니라 충분히 높아야 하며(통상 100MΩ 이상), 절연이 저하되면 누전 위험이 발생한다. 1번은 spray 노즐의 운전 중 점검·교환이 가능해야 한다는 실제 유지관리 원칙이고, 2번은 2차 전류 부족 시 spray 수량을 늘려 겉보기 저항을 낮춰 집진 성능을 개선하는 정상적인 운전 조절 방법이다. 4번도 접지저항을 10Ω 이하로 유지하는 것이 안전관리의 기본 원칙이다. 따라서 3번은 절연저항 기준값이 현저히 낮고 잘못되어 있어 유지관리 사항으로 타당하지 않다.

집진율은 입구와 출구의 먼지농도 차이를 입구농도로 나눈 비율로, 계산하면 약 98.2%이다.
출구농도 $0.2\times10^{-3}\,\mathrm{g/Sm^3}$를 단위를 맞추면 $0.2\,\mathrm{mg/Sm^3}$이다.
집진율 $\eta = \dfrac{11-0.2}{11}\times100 = 98.2\%$로 계산된다.

카본블랙은 여러 먼지 종류 중 진비중과 겉보기 비중의 비(진비중/겉보기 비중)가 가장 큰 먼지에 해당한다.
카본블랙은 입자가 매우 미세하고 다공성 구조로 성기게 뭉쳐 있어 겉보기 비중(부피밀도)은 매우 작지만, 입자 자체의 진비중은 그보다 훨씬 커서 두 값의 비가 크게 나타난다.
미분탄보일러 먼지, 시멘트 원료분, 골재 드라이어 분진은 상대적으로 입자가 조밀하게 쌓여 겉보기 비중이 커서 카본블랙만큼 비가 크지 않다.

대기 입자의 세 영역 특성을 비교하면, 집적영역 입자는 핵영역이나 조대영역 입자보다 대기에서 제거가 어려워 체류시간이 오래 지속된다. 핵영역(0.1μm 이하)은 생성 직후 빠르게 응축·응집하여 집적영역으로 이동하고, 조대영역(2.5μm 초과)은 입자가 크기 때문에 침강·침착으로 빠르게 제거되지만, 집적영역(0.1~2.5μm)의 입자는 중력침강도 느리고 확산도 제한적이어서 '쿠케인(Aitken) 최솟값' 또는 '제거의 최악의 크기(worst removal size)'로 알려져 있다. 1번의 조대입자 기계적 생성, 2번의 핵영역 화학적 형성(응축·핵생성), 4번의 미세입자의 대기오염 영향은 모두 정확한 설명이므로 정답은 3번이다.

수소가스의 완전연소에 필요한 이론공기량은 약 8Sm³이다.
연소반응식은 $\mathrm{H_2} + \dfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{H_2O}$이므로 필요한 이론산소량은 $3.33\,\mathrm{Sm^3}\times0.5 = 1.665\,\mathrm{Sm^3}$이다.
공기 중 산소 비율 21%를 적용하면 이론공기량은 $\dfrac{1.665}{0.21} \approx 7.93 \approx 8\,\mathrm{Sm^3}$이다.

지방산류의 원인물질을 에틸아민으로 적은 짝이 잘못됐다. 지방산류의 대표 원인물질은 뷰티르산(낙산)·프로피온산 같은 저급 지방산이다.
에틸아민은 아민류, 즉 질소화합물에 속하며 암모니아와 비슷한 자극적인 냄새를 낸다. 시큼(새콤)한 냄새라는 특징 자체는 낙산 등 지방산류에 맞지만, 그 원인물질을 에틸아민으로 연결한 것이 오류다.
나머지 짝은 모두 올바르게 연결돼 있다.
황화합물 — 황화메틸: 양파·양배추 썩는 냄새
질소화합물 — 암모니아: 분뇨 냄새
탄화수소류 — 톨루엔: 가솔린 냄새

유압식 Burner의 특징을 검토하면, 분무각도는 40~90°가 정답이다. 유압식 Burner는 유압(기름 압력)을 이용해 연료유를 미세한 입자로 분사하는 방식으로, 분무각도가 40~90° 범위에서 작동한다. 유량조절점위는 1:3~1:5 정도이므로 보기 2번의 1:10은 과도하다. 소형가열로용으로는 주로 공기식 Burner가 사용되며, 유압식은 중형 이상의 보일러에 쓰이고 유압은 3~7kg/cm² 정도로 더 높으므로 보기 3번은 틀렸다. 연소용량은 20~500ℓ/h 정도이므로 보기 4번의 2~5ℓ/h는 과도하게 낮다.

곡관의 압력손실은 압력손실계수(ζ) × 속도압(q)으로 계산된다. 주어진 조건에서 ζ = 0.26, q = 50mmH₂O이므로 압력손실 = 0.26 × 50 = 13mmH₂O이다. 반경비 2.25는 이미 반영되어 압력손실계수 0.26으로 주어진 것이므로 별도 적용이 필요 없다.

연소로 내에서 석회석과 SO2의 접촉시간이 짧고 침투가 어려워 제거효율이 낮다는 점이 건식탈황(로내분사법)의 한계이며, 접촉시간이 길어 제거효율이 비교적 높다는 서술은 옳지 않다.
연소로 내부는 가스 유속이 빠르고 체류시간이 매우 짧아 석회분말 표면 안쪽까지 아황산가스가 충분히 침투하기 어렵고, 이 때문에 습식탈황에 비해 탈황효율이 낮은 편이다.
반면 석회석과 배출가스 중 재의 반응으로 인한 로 내 부착과 열전달 저하, 소성·흡수·산화의 3단계 화학반응, 석회석 재생이 불필요해 부대시설이 적다는 나머지 설명은 건식탈황의 특징으로 타당하다.

입자에 작용하는 항력은 유체 흐름이 입자를 미는 저항력으로, 입자 간 부착이나 응집을 일으키는 결합력과는 무관하다.
분자 간 인력(반데르발스 힘), 정전기적 인력, 브라운 운동에 의한 확산·충돌은 모두 미세입자가 서로 달라붙거나 뭉치게 만드는 응집·부착력에 해당한다.

중유 연소 시 습윤 배출가스 중 SO2 농도는 계산상 약 1642ppm이다.
먼저 이론산소량 $O_o = 1.867C + 5.6H + 0.7S = 1.867(0.82)+5.6(0.14)+0.7(0.03) = 2.336\,\mathrm{Sm^3/kg}$, 이론공기량 $A_o = O_o/0.21 = 11.12\,\mathrm{Sm^3/kg}$이다.
이론 습윤가스량은 $G_{w0} = 0.79A_o + 1.867C+0.7S+0.8N+11.2H \approx 11.92\,\mathrm{Sm^3/kg}$이며, 실제공급공기 12Sm³/kg와 이론공기량의 차이인 과잉공기량 $(12-11.12=0.88\,\mathrm{Sm^3/kg})$을 더한 실제 습윤가스량은 $G_w \approx 12.79\,\mathrm{Sm^3/kg}$이다.
SO2 발생량은 $0.7S = 0.7\times0.03 = 0.021\,\mathrm{Sm^3/kg}$이므로 농도는 $\dfrac{0.021}{12.79}\times10^6 \approx 1642\,\mathrm{ppm}$이 된다.

벤츄리 스크러버에서 충돌효율 측면에서 가장 좋은 물방울 입경과 먼지 입경의 비는 약 150:1 정도로 알려져 있다.
물방울이 먼지 입자보다 이 정도 비율로 클 때 관성충돌에 의한 포집효율이 최적화되며, 비가 너무 작거나 크면 충돌확률이 떨어져 집진효율이 저하된다.

충전물은 가스와 액체가 흐를 수 있는 간격(공극)의 단면적이 커야 압력손실이 적고 원활한 물질전달이 이루어지므로, 간격의 단면적이 작아야 한다는 서술은 옳지 않다.
반면 단위 부피당 표면적이 크고, 가스·액체가 충전층 전체에 고르게 분포되며, 내식성이 있어야 한다는 조건은 충전물이 갖추어야 할 특성으로 타당하다.

집진장치의 소요동력은 계산상 약 180kW이다.
압력손실을 수주(mmH2O)로 환산하면 $25.75\,\mathrm{mmHg}\times13.6 = 350.2\,\mathrm{mmH_2O}$이고, 처리풍량은 $42\,\mathrm{m^3/sec}\times60=2520\,\mathrm{m^3/min}$이다.
소요동력 $P=\dfrac{Q\times\Delta P}{6120\times\eta}=\dfrac{2520\times350.2}{6120\times0.8}\approx180\,\mathrm{kW}$로 계산된다.

집진 효율이 낮아지면 배출되는 먼지 농도는 증가한다. 입구 먼지 농도를 C₀라 할 때, 배출 농도는 (1 − 효율) × C₀로 계산된다. 효율 99.5%일 때 배출 농도는 (1 − 0.995) × C₀ = 0.005 × C₀이고, 효율 98%일 때는 (1 − 0.98) × C₀ = 0.02 × C₀이다. 따라서 배출 농도의 증가 배율은 0.02 ÷ 0.005 = 4배이다.

흡착제의 흡착능은 특정 물질을 얼마나 잘 흡착하고 유지할 수 있는지를 나타내는 성능지표다. 포화(saturation)는 흡착제가 더 이상 흡착물질을 받아들일 수 없는 상태로 흡착능의 최대치를 의미하며, 보전력(retentivity)은 흡착된 물질을 얼마나 잘 유지하는지를 나타내고, 파괴점(break point)은 흡착제가 포화되어 처리 효율이 급격히 떨어지는 시점으로 모두 흡착 성능 평가의 핵심 요소다. 반면 유전력(dielectric force)은 전기장에서 절연체가 전기적 성질을 나타내는 물리량으로, 흡착 메커니즘(물리흡착, 화학흡착)과는 무관하며 흡착능 평가에 직접 사용되지 않는다.

전기집진장치를 여러 개의 독립된 하전설비를 가진 구역으로 나누는 주된 목적은 집진효율을 높이고 전력을 효율적으로 사용하기 위함이다.
입구측은 먼지 농도가 높고 출구측은 낮아 구역별로 요구되는 인가전압과 하전 조건이 다르므로, 각 구역을 독립적으로 운전해 스파크나 절연파괴에 따른 전력손실을 줄이고 구역별 최적 전압을 인가할 수 있다.

Stokes 법칙에 따른 침강속도는 가스(유체)의 점도에 반비례하므로, 점도에 비례한다는 서술은 옳지 않다.
침강속도는 $V_g=\dfrac{d_p^2(\rho_p-\rho)g}{18\mu}$로 표현되며, 입자와 유체의 밀도차·입자직경의 제곱·중력가속도에는 비례하지만 유체의 점성계수 $\mu$에는 반비례한다.

자동차 연료·첨가제·촉매제의 검사를 신청할 때 제출해야 하는 항목은 검사용 시료, 성분분석서, (촉매제의 경우) 공정도 등 기술적 검증 자료이며, 제품의 판매계획은 이러한 검사 목적과 무관해 제출서류에 해당하지 않는다.

대기환경보전법상 “촉매제”는 배출가스를 줄이기(저감시키기) 위하여 배출가스저감장치에 사용되는 화학물질을 말하므로, 배출가스를 증가시키기 위한 물질이라는 서술은 옳지 않다.
공회전제한장치, 입자상물질, 온실가스 평균배출량에 대한 나머지 정의는 법령상 표현과 일치한다.

실내공기질 관리법에서 PM-10의 실내공기질 유지기준은 시설 유형에 따라 차등 적용된다. 산후조리원은 100μg/m³ 이하의 기준을 적용받는 반면, 실내주차장은 150μg/m³ 이하, 대규모 점포와 지하역사는 200μg/m³ 이하로 더 높은 기준이 설정되어 있다. 산후조리원은 산모와 신생아 등 취약계층이 이용하는 시설이므로 다른 다중이용시설보다 더 엄격한 기준이 적용된다.

대기환경보전법령상 4종사업장은 대기오염물질 발생량 합계가 연간 2톤 이상 10톤 미만인 사업장을 말한다(출제 당시 법령 기준).
사업장 종별 분류는 발생량이 클수록 상위 종에 가깝게 구분되며, 4종은 5종(2톤 미만) 바로 위 구간에 해당한다.

차량총중량 3.5톤 미만, 승차인원 8명 이하가 소형 승용자동차의 규모기준이다.
2015년 12월 10일 이후 기준에서 승용자동차는 엔진배기량이 1,000cc 미만이면 경형이고, 1,000cc 이상이면서 차량총중량 3.5톤 미만·승차인원 8명 이하이면 소형으로 구분한다.
같은 배기량·중량이라도 승차인원이 9명 이상이면 중형 승용자동차가 되고, 차량총중량이 3.5톤 이상 15톤 미만이면 대형, 15톤 이상이면 초대형이 된다. 1.5톤이나 5명은 규모기준의 구분점으로 쓰이지 않는 값이다.

부품결함 건수가 50건 이상일 때가 결함시정 명령의 건수기준이다.
대기환경보전법령은 같은 연도에 판매된 같은 차종의 같은 부품에 대한 부품결함 건수가 50건 이상이고, 그 부품이 장착된 자동차 판매대수에 대한 결함 비율이 4퍼센트 이상인 경우를 결함시정 요건으로 정하고 있다.
건수와 비율 두 조건을 함께 만족해야 명령 대상이 되므로, 5건·10건·25건처럼 낮은 건수는 이 요건의 기준값이 아니다.

저공해자동차로의 전환·개조 명령, 배출가스저감장치의 부착·교체 명령, 배출가스 관련 부품의 교체 명령, 저공해엔진으로의 개조·교체 명령을 이행하지 아니한 자에게는 300만원 이하의 과태료가 부과된다(출제 당시 기준).
이들 명령은 이미 운행 중인 자동차에서 나오는 오염물질을 줄이기 위한 행정상 의무이므로, 미이행에 대해서는 형벌이 아닌 과태료로 제재한다.

4차 위반의 처분기준은 지정취소이다.
악취검사기관이 검사시설 및 장비가 부족하거나 고장난 상태로 7일 이상 방치한 경우, 위반 차수가 늘어남에 따라 경고 → 업무정지 1개월 → 업무정지 3개월 → 지정취소로 처분이 가중된다.
따라서 경고와 업무정지는 1~3차에 해당하는 처분이고, 4차에 이르면 검사기관 지정 자체를 취소한다. 행정처분기준은 개정될 수 있으므로 출제 당시 악취방지법규 기준으로 이해하면 된다.

제시된 오염물질 중 1킬로그램당 초과부과금 부과금액이 가장 적은 것은 황산화물이다(출제 당시 기준).
초과부과금 산정기준상 황산화물은 500원/kg으로 가장 낮고, 먼지 770원/kg, 암모니아 1,400원/kg, 불소화물 2,300원/kg 순으로 단가가 높아진다.
배출량이 많고 처리기술이 보편화된 물질일수록 kg당 단가가 낮게, 독성이 크거나 소량으로도 피해가 큰 물질일수록 높게 책정되어 있다.

대기환경보전법규상 자동차연료 제조기준에 따른 휘발유의 황함량 기준은 10ppm 이하이다(출제 당시 기준).

배출시설 조업정지처분을 갈음하는 과징금은 조업정지일수·1일당 부과금액·사업장 규모별 부과계수를 곱하여 산정하며, 오염물질별 부과금액은 과징금이 아니라 초과배출부과금 산정에 적용되는 기준이다.

정밀검사 유효기간은 비사업용 승용자동차만 2년이고 그 밖의 차종은 1년이므로, 차령 4년이 경과된 비사업용 승용자동차의 유효기간을 1년이라고 한 서술이 옳지 않다(출제 당시 기준).
차령 3년이 경과된 비사업용 기타자동차, 차령 2년이 경과된 사업용 승용자동차, 차령 2년이 경과된 사업용 기타자동차는 모두 유효기간이 1년이다.

배출시설·방지시설 개선명령에 따른 개선계획서에는 개선명세서 및 설계도, 대기오염물질 처리방식 및 처리효율, 공사기간 및 공사비 등 개선공사 자체에 관한 사항이 포함되며, 굴뚝 자동측정기기(TMS)의 운영·관리 진단계획은 개선계획서의 필수 포함사항과는 거리가 멀다.

대기환경보전법령상 부과금의 납부기간은 납부통지서를 발급한 날부터 30일로 한다(출제 당시 기준).

물뿌림 반경 7m 이상, 수압 5kg/cm2 이상이 엄격한 기준에 해당한다.
싣기와 내리기 공정의 일반기준은 물뿌림 반경 5m 이상, 수압 3kg/cm2 이상인데, 시·도가 조례로 정하는 엄격한 기준에서는 이를 각각 7m 이상, 5kg/cm2 이상으로 강화한다.
반경과 수압을 모두 키워 상·하차가 이루어지는 지점 전체에 물이 충분히 닿게 하려는 취지다. 1.5m나 2.5kg/cm2는 일반기준보다도 낮은 값이어서 엄격한 기준이 될 수 없다.

환경정책기본법령상 이산화질소(NO2)의 대기환경기준은 연간 평균치 0.03ppm 이하이다.
이와 함께 24시간 평균치 0.06ppm 이하, 1시간 평균치 0.10ppm 이하 기준도 함께 정해져 있다(출제 당시 기준).

중간집수조에서 폐수처리장으로 이어지는 하수구는 휘발성유기화합물이 대기 중으로 새지 않도록 밀폐되어야 하며, 검사를 위해 대기 중으로 개방되어야 한다는 서술은 옳지 않다.
폐수처리장 집수조의 부유지붕·상부덮개 설치, 압축기의 개스킷 등 봉인장치, 개방식 밸브·배관의 뚜껑·마개·이중밸브 설치 등 나머지 기준은 휘발성유기화합물 배출 억제·방지를 위한 규정으로 타당하다.

대기오염물질을 총량으로 규제할 때 고시해야 하는 사항은 총량규제구역, 총량규제 대기오염물질, 대기오염물질의 저감계획 등이며, 대기오염방지시설 예산서는 개별 사업장의 재무·시설 투자 계획에 해당해 고시 대상이 아니다.

대기환경보전법규상 위임업무의 보고사항 중 수입자동차 배출가스 인증 및 검사현황의 보고기일은 매분기 종료 후 15일 이내(연 4회)이다(출제 당시 기준).