2016년 산업위생관리기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

① - ㉠, ② - ㉡, ③ - ㉣, ④ - ㉢

① 급성 독성 물질 경고 — ㉠ 해골과 뼈 그림

② 부식성 물질 경고 — ㉡ 액체가 떨어져 손과 금속판이 부식되는 그림

③ 호흡기 과민성 물질 경고 — ㉣ 사람 상반신의 가슴에서 별 모양이 퍼지는 그림

④ 위험장소 경고 — ㉢ 노란 삼각형 안의 느낌표

[해설]

산업안전보건법 시행규칙 별표 6에서 화학물질 경고표지는 빨간 테두리의 마름모이고, 장소·상태 경고표지는 노란 바탕에 검은 테두리를 두른 삼각형이다.

• 급성 독성 물질 경고 — 해골과 엇갈린 뼈 그림으로, 적은 양으로도 짧은 시간에 치명적인 물질에 붙인다.
• 부식성 물질 경고 — 떨어지는 액체가 손과 금속판을 녹이는 그림으로, 강산·강알칼리 등에 붙인다.
• 호흡기 과민성 물질 경고 — 사람 상반신의 가슴에서 별 모양이 퍼지는 그림이다.
• 위험장소 경고 — 노란 삼각형 안의 느낌표로, 네 그림 가운데 유일한 삼각형이다.

혼동 주의: 느낌표를 보고 독성·자극성 물질을 떠올리기 쉽지만, 삼각형 안의 느낌표는 물질이 아니라 장소의 위험을 뜻한다.

221.47 m³/min

[해설]

전체환기 필요환기량은 Q = G/TLV × K로 구한다. 톨루엔 사용량은 먼저 25 ℃에서의 증기 부피로 바꾼다.

25 ℃ 몰부피
22.4 × (273+25)/273 = 24.45 L/mol

시간당 증기 발생량
G = 500 g/hr × 24.45 L / 92 g = 132.88 L/hr = 132,880 mL/hr

필요환기량(50 ppm = 50 mL/m³)
Q = 132,880 / 50 × 5 = 13,288 m³/hr
13,288 ÷ 60 = 221.47 m³/min

혼동 주의: 몰부피를 22.4 L로 두면 202.9 m³/min이 나와 틀린다. 문제에 주어진 온도로 반드시 보정한다.

(1) 혈액 —
① 혈당치 저하
② 젖산·탄산(이산화탄소)이 늘어 나타나는 산혈증

(2) 소변 —
① 소변량 감소
② 단백질·교질물질 배설량 증가(단백뇨)

[해설]

산업피로 때는 에너지원이 소모되고 무산소 대사산물이 쌓여 혈액과 소변의 성분이 달라진다.

• 혈당치 저하 — 근수축 연료인 포도당·글리코겐이 계속 소비된다.
• 산혈증 — 산소가 부족해 젖산이 쌓이고 탄산(이산화탄소)이 늘어 혈액이 산성 쪽으로 기운다.
• 소변량 감소 — 땀으로 수분을 잃고 신장 혈류가 줄어든다.
• 단백뇨 — 평소 거의 나오지 않는 단백질·교질물질의 배설량이 늘어난다.

외우는 요령: 혈액은 '당이 떨어지고 산성화', 소변은 '양이 줄고 단백질이 나옴'이다.

(1) $Re=\dfrac{V d}{\nu}=\dfrac{5\times 0.12}{1.5\times 10^{-5}}=\mathbf{40{,}000}$

(2) 흐름의 종류 : 난류

[해설]

레이놀즈수는 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원수다. 동점성계수가 주어졌으므로 Re = Vd/ν를 쓴다.

Re = Vd/ν
= 5 × 0.12 / (1.5 × 10⁻⁵)
= 40,000

판정 기준은 Re < 2,100이면 층류, 2,100~4,000이면 전이영역, Re > 4,000이면 난류다. 40,000은 4,000을 크게 넘으므로 난류다.

108 m³/min

[해설]

자유공간에 설치한 외부식 후드의 필요환기량은 Q = V_c(10X²+A)로 구한다. 플랜지를 붙이면 후드 뒤쪽에서 들어오던 공기가 막혀 약 25 %가 줄어드므로 0.75를 곱한다.

Q = 0.75 × V_c × (10X² + A)
= 0.75 × 0.8 × (10 × 0.5² + 0.5) = 0.75 × 0.8 × 3.0 = 1.8 m³/s
= 1.8 × 60 = 108 m³/min

혼동 주의: 플랜지 계수 0.75를 빠뜨리면 144 m³/min이 나온다. 60을 곱하지 않으면 m³/s 값인 1.8이 그대로 남는다.

(1) 단위작업장소 — 작업환경측정 대상이 되는 작업장이나 공정에서 정상적인 작업을 수행하는 동일 노출집단의 근로자가 작업을 하는 장소

(2) 정확도 — 분석치가 참값에 얼마나 접근하였는가를 나타내는 수치상의 표현

(3) 정밀도 — 일정한 물질을 반복 측정·분석했을 때 나타나는 분석치의 변동 크기가 얼마나 작은가를 나타내는 수치상의 표현

[해설]

작업환경측정 및 정도관리 등에 관한 고시의 정의 조항에 실린 용어들이다.

• 단위작업장소 — 노출 조건이 비슷한 동일 노출집단이 일하는 범위로, 시료 채취 위치와 개수를 정하는 기준 단위다.
• 정확도 — 분석치가 참값에 얼마나 가까운지를 나타내며, 한쪽으로 치우치는 계통오차가 크면 떨어진다.
• 정밀도 — 같은 시료를 반복 분석했을 때 값이 얼마나 모여 있는지를 나타내며, 들쭉날쭉한 우연오차가 크면 떨어진다.

혼동 주의: 과녁에 비유하면 정확도는 중심에 가까운 정도, 정밀도는 탄착점끼리 모인 정도다. 한곳에 몰렸어도 중심에서 벗어나 있으면 정밀하지만 정확하지는 않다.

26.46 mmH₂O

[해설]

동압(속도압)은 VP = ρV²/2g이므로, 먼저 송풍량을 덕트 단면적으로 나누어 유속을 구한다.

A = π/4 × 0.35² = 0.0962 m²
V = Q/A = (120/60) / 0.0962 = 20.79 m/s
VP = 1.2 × 20.79² / (2 × 9.8) = 26.46 mmH₂O

혼동 주의: 송풍량은 분당 값이라 60으로 나누어 m³/s로 바꾼 뒤 유속을 구해야 한다. 동압은 유속의 제곱에 비례한다.

① 근로자의 유해인자 노출 정도 파악 — 노출 실태의 기초자료 확보

② 노출기준 초과 여부 판단

③ 환기시설 등 작업환경 개선대책의 성능 평가

④ 직업병의 원인 규명과 근로자 건강관리 자료 확보

[해설]

작업환경측정은 측정값 자체보다 그 값으로 무엇을 판단하고 조치하는가가 목적이다.

• 노출 정도 파악 — 근로자가 유해인자에 얼마나 노출되는지 수치로 확보해 모든 판단의 기초자료로 쓴다.
• 노출기준 초과 여부 판단 — 측정값을 노출기준과 견주어 개선·보호구·건강진단 같은 후속 조치를 결정한다.
• 개선대책의 성능 평가 — 환기시설 설치나 공정 변경 뒤 다시 측정해 농도가 실제로 내려갔는지 확인한다.
• 직업병 원인 규명·건강관리 자료 — 건강진단 결과와 함께 업무상 질병 판단과 역학조사의 근거가 된다.

외우는 요령: 노출 파악 → 기준 초과 판단 → 개선 효과 확인 → 건강관리의 흐름으로 기억한다.

① 곡률반경비($R/D$)

② 곡관의 크기와 형태(단면 모양과 구부러진 각도)

③ 곡관의 연결(접합) 상태

[해설]

곡관의 압력손실은 ΔP = ζ × VP로 구한다. 손실계수 ζ를 좌우하는 요인이 아래 세 가지다.

• 곡률반경비(R/D)는 곡관 중심선의 반지름을 덕트 지름으로 나눈 값으로, 작을수록(급하게 꺾일수록) 기류가 벽에서 떨어져 손실이 커진다.
• 곡관의 크기와 형태는 단면이 원형인지 장방형인지, 몇 도를 꺾는지에 따라 계수를 바꾼다.
• 연결(접합) 상태에서 이음부에 단차·축 어긋남·누기가 있으면 흐름이 흐트러져 손실이 늘어난다.

외우는 요령: R/D는 보통 1.5 이상(2.0 안팎에서 손실이 가장 작음)으로 잡아 완만하게 꺾도록 설계한다.

20.46 mmH₂O

[해설]

직선 덕트의 압력손실은 ΔP = f × (L/D) × VP로 구하며, 속도압을 먼저 계산한다.

VP = ρV² / 2g = 1.203 × 10² / (2 × 9.8) = 6.138 mmH₂O
L/D = 50 / 0.3 = 166.67
ΔP = 0.02 × 166.67 × 6.138 = 20.46 mmH₂O

혼동 주의: 표준공기 밀도 1.2 kg/m³를 쓰면 20.41이 나오므로, 문제에서 준 1.203을 그대로 대입한다.

① 흡입성 입자상 물질(IPM) — 평균입경 100 μm

② 흉곽성 입자상 물질(TPM) — 평균입경 10 μm

③ 호흡성 입자상 물질(RPM) — 평균입경 4 μm

[해설]

ACGIH는 입자가 호흡기의 어디까지 들어가 쌓이는지를 기준으로 입자상 물질을 셋으로 나눈다. 평균입경은 입자의 50 %가 통과하는 공기역학적 직경이다.

• 흡입성(IPM)은 평균입경 100 μm로, 코·입으로 들어와 호흡기 어디에 쌓여도 독성을 나타내는 물질이다.
• 흉곽성(TPM)은 평균입경 10 μm로, 기관·기관지까지 도달하는 입자다.
• 호흡성(RPM)은 평균입경 4 μm로, 가스교환 부위인 폐포까지 들어가 진폐증을 일으키는 입자다.

외우는 요령: 100 → 10 → 4를 코 → 기관지 → 폐포 순서에 맞춰 외운다.

1.25 kW

[해설]

송풍기 소요동력은 kW = Q × ΔP / (6,120 × η) × α로 구하며, Q는 m³/min 단위로 맞춘다.

Q = 2,700 / 60 = 45 m³/min
kW = 45 × 85 / (6,120 × 0.6) × 1.2 = 1.042 × 1.2 = 1.25 kW

혼동 주의: 유량을 m³/s로 쓰면 분모 상수는 102가 되고 답은 같다. 여유율을 빼먹으면 1.04 kW로 틀린다.

(1) 적외선

(2) 적외선 백내장(초자공 백내장)

[해설]

유리 용해로 같은 고온 열원에서는 적외선이 강하게 나온다. 작업자는 녹은 유리를 계속 들여다보므로 눈이 오래 노출된다.

적외선은 수정체에 흡수되어 열로 쌓이고, 반복되면 수정체 단백질이 변성되어 흐려지는 적외선 백내장이 된다. 유리 부는 직공에게 많아 초자공 백내장이라고도 한다.

혼동 주의: 아크용접에서 나오는 자외선은 각막에 작용해 백내장이 아니라 전기성 안염을 일으킨다.

① 날숨의 수증기가 응축되면서 측정물질의 농도가 달라져 정확도가 낮다

② 채취 시점과 호흡 상태에 따라 측정값의 변동이 커 신뢰성이 낮다

③ 운반·분석 과정에서 주위 환경의 영향을 크게 받는다

[해설]

호기(날숨)는 채취가 간편하지만 측정값이 쉽게 흔들려 정량적 노출 평가에는 혈액·소변을 주로 쓴다.

• 수증기 응축 — 체온의 포화 수증기가 용기에서 식어 물방울이 되면 측정물질이 녹아 들어가 농도가 달라진다.
• 큰 변동 — 노출 후 경과 시간과 호흡의 깊이·채취 부위에 따라 값이 크게 달라져 신뢰성이 낮다.
• 주위 환경의 영향 — 기체 시료라 운반 중 새거나 작업장 공기가 섞여 체내 흡수량이 아닌 주변 농도를 재게 된다.

실무 의미: 호기는 노출 직후 대략적 확인이나 반복 추적용으로만 쓰인다.

0.70 개/cc

[해설]

위상차현미경법은 공시료로 보정한 시야당 섬유 수를 여과지 유효면적 전체로 확대한 뒤, 채취한 공기량으로 나누어 농도를 구한다.

C = (N_s − N_b) × A_f / (a_f × V)
A_f = π/4 × 22.14² = 384.99 mm², V = 2.4 L/min × 90 min = 216 L = 216,000 cc
C = (3.15 − 0.05) × 384.99 / (0.00785 × 216,000) = 1,193.47 / 1,695.6 = 0.70 개/cc

혼동 주의: 채취량을 L 그대로 두면 답이 1,000배 작아지므로 반드시 cc로 바꾼다.

① 국소배기장치가 설계대로 작동하게 한다

② 국소배기장치의 배기 효율을 유지한다

③ 작업장 내 안전사고를 예방한다

④ 연료와 에너지를 절약한다

⑤ 외부의 오염된 공기가 빨려 들어오는 것을 막는다

[해설]

배기만 하고 급기가 없으면 작업장이 음압이 되며, 급기가 필요한 이유는 모두 이 음압의 부작용에서 나온다.

• 국소배기장치의 정상 작동 — 들어올 공기가 없으면 후드 제어속도가 나오지 않는다.
• 배기 효율 유지 — 음압이 커지면 송풍기 풍량이 줄어 설계 효율이 떨어진다.
• 안전사고 예방 — 문이 갑자기 닫히거나 연소가스가 실내로 역류해 일산화탄소 중독이 생길 수 있다.
• 연료·에너지 절약 — 급기구에서 한꺼번에 예열하면 틈새로 새는 찬 공기의 난방 부하를 줄인다.
• 외부 오염공기 유입 방지 — 인접 공정이나 배기구에서 나간 공기가 틈새로 되빨려 드는 것을 막는다.

실무 의미: 급기구는 후드에서 떨어뜨려 방해기류를 만들지 않도록 배치한다.

(1) EI = 1.5 — 1을 초과하므로 노출기준 초과

(2) 53.5 ppm

[해설]

세 물질이 상가작용을 하면 각 농도를 자기 노출기준으로 나눈 값을 모두 더한 노출지수(EI)로 판정한다. 그 합이 1을 넘으면 노출기준 초과다.

EI = C₁/T₁ + C₂/T₂ + C₃/T₃
= 0.25/0.5 + 20/50 + 60/100 = 0.5 + 0.4 + 0.6
= 1.5 (1 초과 → 노출기준 초과)

혼합물 허용농도 = ΣC / EI
= (0.25 + 20 + 60) / 1.5 = 80.25 / 1.5
= 53.5 ppm

혼동 주의: 물질별로는 각 기준의 50 %·40 %·60 %라서 따로 보면 '이상 없음'이다. 하지만 합산하면 기준을 초과한다.

발연관

[해설]

발연관(smoke tube)은 유리관 속 염화제2주석(SnCl₄)이 공기 중 수분과 반응해 흰 연기를 내게 하는 기구다. 이 연기가 기류를 그대로 따라가므로 보이지 않는 공기 흐름을 눈으로 확인할 수 있다.

후드 앞에서 연기를 피우면 오염물질이 새는 자리, 방해기류, 덕트 이음매 누설 등을 찾을 수 있다. 정량 측정기는 아니므로 제어풍속 수치는 열선풍속계로 확인한다.

혼동 주의: 발연관은 기류 방향을 보는 정성 도구이고, 덕트 내 압력·유속 측정은 피토관이 맡는다.