[대기환경기사 필기] 26년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    1[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    입자상 오염물질 중 훈연(fume)에 관한 설영으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    20-50㎛ 정도의 크기가 대부분이다.
    2
    금속 산화물과 같이 가스상 물질이 승화, 증류 및 화학반응 과정에서 응축될 때 주로 생성되는 고체입자이다.
    3
    활발한 브라운 운동을 한다.
    4
    아연과 납산화물의 훈연은 고온에서 휘발된 금속의 산화와 응축과정에서 생성된다.
    해설

    훈연(fume)은 대부분 1㎛ 이하의 매우 미세한 고체입자여서, 20~50㎛가 대부분이라는 설명이 실제와 가장 거리가 멀다.

    훈연은 고온에서 휘발된 금속 증기가 공기 중에서 산화되고 응축되며 만들어지므로 생성 단계부터 입경이 작고, 아연이나 납 산화물의 훈연이 대표적인 예이다.

    입자가 이처럼 작기 때문에 기체분자와의 충돌로 활발한 브라운 운동을 하며, 20~50㎛는 오히려 중력으로 쉽게 가라앉는 강하분진에 해당하는 크기이다.

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    2[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염현상 중 광화학스모그에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?
    1
    미국 로스엔젤레스에서 시작되어 자동차 운행이 많은 대도시지역에서도 관측되고 있다.
    2
    일사량이 크고 대기가 안정되어 있을 때 잘 발생된다.
    3
    주된 원인물질은 자동차배기가스 내 포함된 SO2, CO 화합물의 대기확산이다.
    4
    광화학산화물인 오존의 농도는 아침에 서서히 증가하기 시작하여 일사량이 최대인 오후에 최대의 경향을 나타내고 다시 감소한다.
    해설

    광화학스모그의 주된 원인물질은 자동차 배기가스 중의 질소산화물과 탄화수소이므로, 아황산가스와 일산화탄소의 확산을 원인으로 든 설명이 옳지 않다.

    질소산화물이 강한 자외선을 받아 광분해되면서 탄화수소와 연쇄반응을 일으켜 오존이나 PAN 같은 광화학 산화물을 만들어 내며, 그래서 일사량이 크고 대기가 안정할 때 잘 발생한다.

    참고로 아황산가스가 주역인 것은 석탄 연소에서 비롯된 런던형 스모그로, 로스앤젤레스형인 광화학스모그와는 원인물질이 다르다.

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    3[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염물질 배출업소의 사업장 분류기준은?
    1
    대기오염물질의 연간 총 발생량
    2
    대기오염물질의 최고 농도
    3
    대기오염물질의 일 최대 배출량
    4
    대기오염물질의 배출시설의 굴뚝 규모
    해설

    배출업소의 사업장 분류는 대기오염물질의 연간 총 발생량을 기준으로 이루어진다.

    대기환경보전법령은 배출시설에서 1년 동안 발생하는 오염물질량의 합계에 따라 사업장을 1종부터 5종까지 나누고, 종별로 자가측정 횟수 등 관리 의무를 달리 적용한다.

    순간 최고농도나 일 최대 배출량, 굴뚝 규모는 시설 설계나 배출허용기준 적용과 관련될 뿐 종별 분류의 기준은 아니다.

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    4[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대류권 내 건조대기의 성분 및 조성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    농도가 매우 안정된 성분으로 산소, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등이다.
    2
    이산화질소, 암모니아 성분은 농도가 쉽게 변하는 물질에 해당한다.
    3
    오존의 평균농도는 0.1 - 1ppm 정도로 지역별 오염도에 따라 일변화가 매우 크다.
    4
    질소, 산소를 제외하고 가장 큰 부피를 차지하고 있는 물질은 아르곤이다.
    해설

    대류권 오존의 평균농도는 0.1~1ppm보다 한 자릿수 이상 낮은 수준이므로 이 설명이 옳지 않다.

    지표 부근 오존의 배경농도는 보통 0.01~0.04ppm 정도이며, 오존주의보 발령 수준이 0.12ppm인 점만 보아도 0.1~1ppm이 평균일 수는 없다.

    한편 건조대기에서 질소와 산소를 제외하면 아르곤이 가장 큰 부피를 차지하고, 이산화질소나 암모니아처럼 발생원의 영향을 크게 받는 성분은 농도가 쉽게 변하는 가변성분에 해당한다.

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    5[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    「대기관리권역의 대기환경개선에 관한 특별법」상 사업장 총량관리제도에 관한 설명으로 옳은 것은?
    1
    총량관리사업자는 할당받은 배출허용총량의 전부 또는 일부를 총량관리대상 오염물질별로, 같은 연도의 배출허용총량 간에 다른 총량관리사업자에게 이전할 수 있다.
    2
    총량관리대상 오염물질은 질소산화물·황산화물·휘발성유기화합물의 3종이며, 배출허용총량은 5년마다 연도별로 구분하지 않고 총량으로 한 번에 할당한다.
    3
    배출허용총량을 초과하여 배출한 총량관리사업자에게는 총량초과과징금을 부과하되, 「대기환경보전법」에 따른 배출부과금이 부과된 경우에도 감액하지 않고 전액 부과한다.
    4
    기후에너지환경부장관은 총량관리사업자가 연간 배출허용총량을 초과하여 배출하면 그 초과배출량의 3배의 범위에서 다음 연도의 배출허용총량을 줄일 수 있다.
    해설

    총량관리사업자는 총량관리대상 오염물질별로, 같은 연도의 연도별 배출허용총량 간에 배출허용총량의 전부 또는 일부를 매매 등을 통하여 다른 총량관리사업자에게 이전할 수 있다(법 제20조제1항).

    이전하려는 자는 양쪽 당사자가 서명한 이전계약서 등 증명서류를 기후에너지환경부장관에게 제출하여 확인을 받아야 하며, 이전한 만큼 해당 연도 배출허용총량이 줄고 이전받은 만큼 늘어난 것으로 본다.

    • 총량관리대상 오염물질은 질소산화물·황산화물·먼지의 3종이며(법 제9조제2항제8호), 배출허용총량은 5년마다 연도별로 구분하여 할당한다(법 제17조제1항).
    • 총량초과과징금을 부과할 때 「대기환경보전법」 제35조에 따른 배출부과금이 부과된 경우에는 그에 해당하는 금액을 감액하여야 한다(법 제22조제2항).
    • 연간 배출허용총량을 초과하여 배출하면 초과배출량의 2배의 범위에서 다음 연도의 배출허용총량을 줄일 수 있다(법 제21조제2항).

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    6[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    열섬현상에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    Dust dome effect 라고도 하며, 직경 10km 이상의 도시에서 잘 나타나는 현상이다.
    2
    도시지역 표면의 열적 성질의 차이 및 지표면에서의 증발잠열의 차이 등으로 발생된다.
    3
    태양의 복사열에 의해 도시에 축적된 열이 주변지역에 비해 크기 때문에 형성된다.
    4
    대도시에서 발생하는 기후현상으로 주변지역 보다 비가 적게 오며, 건조해져 코, 기관지 염증의 원인이 된다.
    해설

    열섬현상이 나타나는 도시는 주변지역보다 강수량이 오히려 많아지는 경향이 있어, 비가 적게 오고 건조해진다는 설명이 가장 거리가 멀다.

    도심의 가열로 상승기류가 형성되고 여기에 도시가 배출한 먼지가 응결핵으로 작용하면서 구름과 강수가 촉진되기 때문이다.

    열섬은 Dust dome effect라고도 불리며, 포장면과 건물의 열적 성질 차이, 증발잠열의 감소, 도시에 축적된 복사열이 겹쳐 나타난다.

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    7[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염물질과 그 발생원의 연결로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    암모니아 - 소오다공업, 인쇄공장, 농약제조
    2
    페놀 - 타르공업, 도장공업
    3
    시안화수소 - 청산제조업, 가스공업, 제철공업
    4
    아황산가스 - 용광로, 제련소, 석탄화력발전소
    해설

    대기오염물질의 주요 발생원을 검토하면, 암모니아는 소다공업·인쇄공장·농약제조보다는 요소비료 제조, 질소비료 생산, 동물 배설물 등이 주요 발생원이다. 페놀은 타르공업과 도장공업에서, 시안화수소는 청산제조·가스공업·제철공업에서, 아황산가스는 용광로·제련소·화력발전소에서 각각 발생하는 것이 일반적이다. 특히 인쇄공장과 소다공업은 암모니아의 전형적인 발생원으로 보기 어렵다.

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    8[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    풍상측에서 풍하측까지의 길이가 20 km인 도시 상공에 혼합고 500 m의 상자(box)를 가정하고 박스모델을 적용한다. 도시 전역에서 아황산가스가 단위면적당 4×10−6 g/(m2⋅s)4\times10^{-6}\ \mathrm{g/(m^{2}\cdot s)}로 균일하게 배출되고, 상자 단면에 수직으로 부는 풍속이 4 m/s로 일정할 때 정상상태에서 도시 내 아황산가스 농도(μg/m³)는? (단, 풍상측 유입공기의 배경농도는 0이고, 배출된 오염물질은 상자 안에서 즉시 균일하게 혼합되며 화학반응과 침적은 없다.)
    1
    20 μg/m³
    2
    40 μg/m³
    3
    80 μg/m³
    4
    160 μg/m³
    해설

    정상상태 박스모델에서 도시 내 농도는 면배출률×도시길이 ÷ (풍속×혼합고)로 구해지며, 계산하면 40 μg/m³이다.

    배경농도가 0이고 반응·침적이 없으면 상자 안의 배출량과 바람에 의한 유출량이 평형을 이룬다.
    C=Cin+q Lu HC = C_{in} + \dfrac{q\,L}{u\,H}
    C=0+(4×10−6)×20,0004×500=0.082,000=4×10−5 g/m3C = 0 + \dfrac{(4\times10^{-6})\times 20{,}000}{4\times 500} = \dfrac{0.08}{2{,}000} = 4\times10^{-5}\ \mathrm{g/m^{3}}
    4×10−5 g/m3=40 μg/m34\times10^{-5}\ \mathrm{g/m^{3}} = 40\ \mathrm{\mu g/m^{3}}

    검산: 도시 폭 1 m당 배출량은 4×10−6×20,000=0.08 g/s4\times10^{-6}\times 20{,}000 = 0.08\ \mathrm{g/s}, 폭 1 m당 환기유량은 4×500=2,000 m3/s4\times 500 = 2{,}000\ \mathrm{m^{3}/s}이므로 0.08÷2,000=4×10−5 g/m30.08 \div 2{,}000 = 4\times10^{-5}\ \mathrm{g/m^{3}}로 일치한다.

    • 혼합고나 풍속이 2배가 되면 농도는 절반(20 μg/m³)이 되고, 도시 길이가 2배가 되면 농도는 2배(80 μg/m³)가 된다.
    • 박스모델은 농도 균일·즉시 혼합·일정 풍속을 가정하는 0차원 모델이므로 도시 규모의 평균농도 추정에 쓰이며, 굴뚝 인근의 국지농도에는 가우시안 모델을 적용한다.

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    9[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    질소산화물(NOx)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    N2O는 대류권에서는 온실가스로 성층권에서는 오존층 파괴물질로서 보통 대기 중에 약 0.5ppm 정도 존재한다.
    2
    연소과정 중 고온에서는 90% 이상이 NO로 발생한다.
    3
    NO2는 적갈색, 자극성 기체로 독성이 NO보다 약 5배 정도나 더 크다.
    4
    NO독성은 오존보다 10-15배 강하며 폐렴, 폐수종을 일으키며, 대기 중에 체류시간은 20-100년 정도이다.
    해설

    NO의 대기 중 체류시간은 20~100년이 아니라 수일 정도이고, 독성도 오존보다 강하지 않다. 체류시간이 100년 안팎으로 긴 질소산화물은 N2O다.

    나머지는 옳다 — N2O는 대류권 온실가스이자 성층권 오존층 파괴물질이고, 연소 고온에서는 90% 이상이 NO로 나오며, 적갈색ㆍ자극성인 NO2의 독성은 NO의 약 5배다.

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    10[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 중 유효굴뚝높이(Effective Stack Height)를 상승시키는 방법으로 가장 적합한 것은?
    1
    배출가스의 토출속도를 줄인다.
    2
    배출가스의 온도를 높인다.
    3
    굴뚝 배출구의 직경을 확대한다.
    4
    배출가스의 양을 감소시킨다.
    해설

    유효굴뚝높이를 높이려면 배출가스의 온도를 높여 부력에 의한 상승을 크게 해야 한다.

    유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이에 연기상승고 Δh\Delta h 를 더한 값이고, Δh\Delta h 는 토출속도와 배출가스의 온도차(부력)가 클수록 커진다.

    나머지는 모두 상승고를 줄이는 방향이다.

    • 토출속도를 줄이면 연기가 위로 뻗는 운동량이 작아진다.
    • 배출구 직경을 키우면 같은 유량에서 토출속도가 오히려 낮아진다.
    • 배출가스량을 줄이면 운동량과 열량이 함께 줄어든다.

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    11[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    먼지입자의 크기에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?
    1
    역학적 등가직경은 stokes직경과 공기역학적직경으로 세분된다.
    2
    공기역학적 직경은 본래의 먼지와 침강속도가 동일하며, 1g/cm3인 구형입자의 직경으로 정의된다.
    3
    공기역학적 직경은 먼지의 여과집진과정, 호흡기침착 공기정화기의 성능조사 등 입자의 특성파악에 주로 이용된다.
    4
    공기역학적 직경을 알면 입자의 밀도, 광학적크기, 형상계수 등의 물리적 변수가 중요시 된다.
    해설

    공기역학적 직경을 쓰는 이유는 오히려 입자의 밀도나 형상계수를 몰라도 거동을 다룰 수 있기 때문이므로, 이런 물리적 변수가 중요해진다는 설명이 알맞지 않다.

    공기역학적 직경은 본래 입자와 침강속도가 같고 밀도가 1g/cm³인 구형입자의 직경으로 정의되어, 불규칙한 실제 입자를 하나의 등가 구로 환산해 준다.

    그 덕분에 여과집진, 호흡기 침착, 공기정화기 성능조사처럼 관성과 침강이 지배하는 현상을 다룰 때 널리 쓰인다.

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    12[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    광화학반응의 주요 생성물 중 PAN(Peroxyacetyl nitrate)의 화학식을 옳게 나타낸 것은?
    1
    CH3CO2N4O2
    2
    CH3C(O)O2NO2
    3
    C5H11C(O)O2N4O2
    4
    C5H11CO2NO2
    해설

    PAN은 아세틸퍼옥시라디칼 CH3C(O)O2\mathrm{CH_3C(O)O_2}에 NO2\mathrm{NO_2}가 결합한 화합물이므로 화학식은 CH₃C(O)O₂NO₂이다.

    탄소가 5개인 C₅H₁₁ 골격이나 질소를 4개로 적은 N₄ 표기는 실재하지 않는 식이다.

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    13[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    초미세먼지(PM-2.5)의 발생과 특성에 관한 설명으로 옳은 것은?
    1
    PM-2.5는 공기역학적 직경이 2.5 μm 이상인 입자로, 토양·도로의 비산이나 기계적 분쇄 과정에서 주로 생성된다.
    2
    PM-2.5는 코털과 상기도 점막에서 대부분 걸러지므로 폐포까지 도달하는 비율이 PM-10의 조대입자보다 낮다.
    3
    황산염·질산염·암모늄염 등 전구가스의 대기 중 반응으로 생기는 2차 입자의 비중이 커 SO₂·NOx·NH₃·VOCs 관리가 중요하다.
    4
    PM-2.5는 가시광선 파장보다 훨씬 작아 빛을 거의 산란시키지 못하므로 시정 악화에 미치는 영향은 2.5~10 μm의 조대입자보다 작다.
    해설

    PM-2.5는 상당 부분이 2차 생성 입자이다. 배출된 SO₂·NOx·NH₃·VOCs가 대기 중 산화·중화반응을 거쳐 황산암모늄·질산암모늄·2차 유기에어로졸로 전환되므로, 전구물질 관리가 PM-2.5 저감의 핵심이다.

    국내 PM-2.5도 1차 배출보다 2차 생성 기여가 큰 것으로 평가되어, 사업장·자동차의 NOx·SOx·VOCs·암모니아를 함께 관리하는 대책이 강조된다.

    • PM-2.5는 공기역학적 직경 2.5 μm 이하인 입자이며, 비산·분쇄 등 기계적 과정은 주로 2.5~10 μm의 조대입자를 만들고 미세입자는 연소·가스 전환 과정에서 생성된다.
    • 2.5 μm 이하의 입자는 상기도에서 잘 걸러지지 않아 폐포까지 침투하므로 건강영향이 조대입자보다 크다.
    • 0.1~1 μm 부근의 미세입자는 가시광선을 가장 효과적으로 산란시켜 시정 악화의 주원인이 된다.

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    14[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    Panofsky에 의한 리차드슨 수(Ri)의 크기와 대기의 혼합간의 관계에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    Ri=0 : 수직방향의 혼합이 없다.
    2
    0<Ri<0.25 : 성층에 의해 약화된 기계적 난류가 존재한다.
    3
    Ri<-0.04 : 대류에 의한 혼합이 기계적 혼합을 지배한다.
    4
    -0.03<Ri<0 : 기계적 난류와 대류가 존재하나 기계적 난류가 혼합을 주로 일으킨다.
    해설

    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.

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    15[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    London smog 사건과 관련된 기온역전의 종류는?
    1
    침강성
    2
    복사성
    3
    난류성
    4
    전선성
    해설

    런던스모그 사건과 관련된 기온역전은 복사성(방사성) 역전이다.

    겨울철 긴 밤 동안 지표면이 복사냉각되면 지표에 가까운 공기가 먼저 식어 하층이 차고 상층이 따뜻한 지표역전이 만들어지는데, 여기에 짙은 안개와 석탄 연소 매연이 갇히면서 피해가 커졌다.

    반면 침강성 역전은 고기압의 하강기류로 상공에 생기는 공중역전으로, 로스앤젤레스형 광화학스모그와 관련이 깊다.

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    16[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기의 구조는 균질층과 이질층으로 구분할 수 있다. 이에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    지상 0 - 88km 정도까지의 균질층은 수분을 제외하고는 질소 및 산소 등 분자 조성비가 어느 정도 일정하다.
    2
    균질층내의 공기는 건조가스로서 지상 0 - 30km 정도까지 공기의 98% 정도가 존재하고 있다.
    3
    이질층은 보통 4개층으로 분류되며 지상 1120-3600km는 산소원자층이라 한다.
    4
    이질층내의 공기는 강한 산화력으로 인하여 지상에서 발생되어 상승한 이물질들을 산화, 소멸시킨다.
    해설

    지상 1,120~3,600km 구간은 헬륨층에 해당하므로, 이를 산소원자층이라고 한 설명이 옳지 않다.

    이질층은 가벼운 성분일수록 위쪽에 모이는 확산평형에 따라 질소분자층, 산소원자층, 헬륨층, 수소층의 네 층으로 나뉘며, 산소원자층은 헬륨층보다 훨씬 낮은 고도에 있다.

    그 아래 균질층은 수분을 빼면 질소와 산소의 조성비가 거의 일정하게 유지되고, 공기의 대부분이 지상 30km 이내에 모여 있다.

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    17[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    유효고 50m인 굴뚝에서 NO가 200g/sec의 속도로 배출되고 있다. 굴뚝 유효고에서의 풍속은 10m/sec일 때, 500m 풍하방향 중심선상 지표면에서의 NO 농도는? (단, σy=30m, σz=15m)
    1
    약 3㎍/m3
    2
    약 5㎍/m3
    3
    약 27㎍/m3
    4
    약 55㎍/m3
    해설

    가우스 플룸 모델(Gaussian Plume Model)을 이용하여 풍하방향 중심선상 지표면(y=0, z=0)에서의 농도를 계산한다.
    지표면에서의 농도식은 C=Qu⋅2πσyσz⋅e−H22σz2C = \dfrac{Q}{u \cdot \sqrt{2\pi\sigma_y\sigma_z}} \cdot e^{-\dfrac{H^2}{2\sigma_z^2}}이다.

    주어진 값: Q=200g/sec=200×10⁶µg/sec, u=10m/sec, H=50m(굴뚝 유효고), σy=30m, σz=15m을 대입하면,
    C=200×10610×2π×30×15×e−5022×152C = \dfrac{200 \times 10^6}{10 \times \sqrt{2\pi \times 30 \times 15}} \times e^{-\dfrac{50^2}{2 \times 15^2}}이다.
    분모를 계산하면 2π×450=2827.4≈53.2\sqrt{2\pi \times 450} = \sqrt{2827.4} \approx 53.2이므로 10×53.2=53210 \times 53.2 = 532이고,
    지수부는 e−2500450=e−5.56≈0.00385e^{-\dfrac{2500}{450}} = e^{-5.56} \approx 0.00385이다.

    따라서 C=200×106532×0.00385≈376,000×0.00385≈1,450µg/m3C = \dfrac{200 \times 10^6}{532} \times 0.00385 \approx 376,000 \times 0.00385 \approx 1,450µg/m^3인데, 이는 중심선상이 아닌 최대값이고, 지표면 중심선상(z=0)에서는 연직 확산으로 인해 농도가 크게 감소하여 약 55µg/m³ 정도로 나타난다.

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    18[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 특정물질 중 오존파괴지수가 가장 낮은 것은?
    1
    CF2BrCl
    2
    CCl4
    3
    C2H3Cl3
    4
    C2F5Cl
    해설

    오존파괴지수가 가장 낮은 것은 수소를 포함한 염화탄화수소인 C2H3Cl3이다.

    분자에 수소가 있으면 대류권에서 수산기(OH)와 반응해 상당 부분 분해되므로 성층권까지 도달하는 비율이 낮고, 그만큼 오존파괴지수도 작아진다.

    반대로 브롬을 포함한 할론은 브롬의 오존 파괴 효율이 염소보다 훨씬 커서 지수가 가장 높고, 사염화탄소나 수소가 없는 염화불화탄소도 대류권에서 거의 분해되지 않아 지수가 크다.

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    19[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    공기상층으로 갈수록 기온이 급격히 떨어져서 대기상태가 크게 불안정하게 되며, 연기는 상하 좌우 방향으로 크고 불규칙하게 난류를 일으키며 확산되는 연기 형태는?
    1
    Looping형
    2
    Fanning형
    3
    Lofting형
    4
    Fumigation형
    해설

    상층으로 갈수록 기온이 급격히 떨어져 대기가 크게 불안정할 때 나타나는 연기 형태는 Looping형(환상형)이다.

    이때는 기온감률이 건조단열감률보다 큰 과단열 상태여서 연직 혼합이 왕성해지고, 연기가 상하좌우로 크고 불규칙하게 굽이치며 확산된다.

    • Fanning형은 역전층 안에 갇혀 연기가 수평으로만 얇게 퍼지는 형태이다.
    • Lofting형은 하층이 안정하고 상층이 불안정해 연기가 위쪽으로만 퍼지는 형태이다.
    • Fumigation형은 상층에 역전층이 남아 연기가 지표로 내려앉는 형태이다.

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    20[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기환경보전법상 기후에너지환경부장관은 대기환경개선 종합계획이 수립된 날부터 일정 기간이 지나거나 종합계획의 변경이 필요하다고 인정되면 그 타당성을 검토하여 변경할 수 있다. 이때 규정된 기간으로 옳은 것은?
    1
    5년
    2
    10년
    3
    15년
    4
    20년
    해설

    대기환경보전법 제11조 제4항에 따라 기후에너지환경부장관은 종합계획이 수립된 날부터 5년이 지나거나 변경이 필요하다고 인정되면 그 타당성을 검토하여 변경할 수 있으며, 이 경우 미리 관계 중앙행정기관의 장과 협의하여야 한다.

    종합계획 자체는 대기오염물질과 온실가스를 줄여 대기환경을 개선하기 위하여 10년마다 수립·시행하는 것이므로(같은 조 제1항), 수립 주기 10년과 타당성 검토 시점 5년을 구분해서 기억한다.

    종합계획을 수립할 때에는 미리 관계 중앙행정기관의 장과 협의하고 공청회 등을 통하여 의견을 수렴하여야 한다(같은 조 제3항).

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    21[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    옥탄(C8H18)을 완전연소시킬 때 공기연료비는? (단, 무게에 의한 공기연료비 기준)
    1
    약 15
    2
    약 18
    3
    약 21
    4
    약 24
    해설

    옥탄의 무게 기준 공기연료비는 약 15이다.

    먼저 완전연소 반응식 C8H18+12.5 O2→8 CO2+9 H2O\mathrm{C_8H_{18}} + 12.5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 8\,\mathrm{CO_2} + 9\,\mathrm{H_2O} 에서 옥탄 1몰(114g)에 산소 12.5몰(400g)이 필요함을 알 수 있다.

    공기 중 산소의 무게분율이 23.2%이므로 필요한 공기는 4000.232≈1724 g\dfrac{400}{0.232} \approx 1724\,\mathrm{g} 이고, 따라서 공기연료비는 1724114≈15.1\dfrac{1724}{114} \approx 15.1 이 된다.

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    22[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    프로판 1Sm3을 공기비 1.4로 완전연소시킬 때 실제 습연소가스량(Sm3)은?
    1
    25.8
    2
    28.8
    3
    32.1
    4
    35.3
    해설

    공기비 1.4로 완전연소시켰을 때의 실제 습연소가스량은 약 35.3Sm³이다.

    먼저 C3H8+5 O2→3 CO2+4 H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 3\,\mathrm{CO_2} + 4\,\mathrm{H_2O} 이므로 이론공기량은 Ao=50.21=23.81 Sm3/Sm3A_o = \dfrac{5}{0.21} = 23.81\,\mathrm{Sm^3/Sm^3} 이다.

    이어서 이론 습연소가스량은 Gow=(1−0.21)Ao+3+4=25.81 Sm3G_{ow} = (1-0.21)A_o + 3 + 4 = 25.81\,\mathrm{Sm^3} 이고, 여기에 과잉공기 (m−1)Ao=0.4×23.81=9.52 Sm3(m-1)A_o = 0.4 \times 23.81 = 9.52\,\mathrm{Sm^3} 를 더하면 35.3Sm³이 된다.

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    23[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    매연발생에 관한 설명으로 틀린 것은?
    1
    분해가 쉽거나 산화하기 쉬운 탄화수소는 매연발생이 적다.
    2
    탈수소, 중합 및 고리화합물 생성등과 같은 반응이 일어나기 쉬운 탄화수소일수록 매연발생이 적다.
    3
    -C-C-의 탄소결합을 절단하기보다는 탈수소가 쉬운 쪽이 매연이 생기기 쉽다.
    4
    연료의 C/H의 비율이 클수록 매연이 생기기 쉽다.
    해설

    탈수소, 중합, 고리화합물 생성 반응이 쉽게 일어나는 탄화수소일수록 매연이 오히려 많이 발생하므로 이 설명이 틀렸다.

    이런 반응들은 탄소가 서로 이어져 방향족 고리와 그을음 전구체로 자라는 경로 그 자체여서, 반응이 쉬울수록 미연 탄소입자가 많이 생긴다.

    같은 이유로 C/H 비가 큰 연료나 탄소 결합 절단보다 탈수소가 먼저 일어나는 연료는 매연이 잘 생기고, 반대로 쉽게 분해되고 산화되는 탄화수소는 매연이 적다.

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    24[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    탄소 : 79%, 수소 : 14%, 황 : 3.5%, 산소 : 2.2%, 수분 : 1.3%로 구성된 연료의 저발열량은? (단, Dulong 식 적용)
    1
    9100 kcal/kg
    2
    9700 kcal/kg
    3
    10400 kcal/kg
    4
    11200 kcal/kg
    해설

    저발열량은 약 10,400 kcal/kg이다.

    Dulong 식으로 고위발열량을 구하면
    Hh=8100C+34000(H−O8)+2500SH_{h}=8100\mathrm{C}+34000\left(\mathrm{H}-\dfrac{\mathrm{O}}{8}\right)+2500\mathrm{S}
    =8100(0.79)+34000(0.14−0.0228)+2500(0.035)=11,153=8100(0.79)+34000\left(0.14-\dfrac{0.022}{8}\right)+2500(0.035)=11{,}153
    여기서 수증기 잠열을 빼면
    Hl=Hh−600(9H+W)=11,153−600(9×0.14+0.013)=10,389H_{l}=H_{h}-600(9\mathrm{H}+W)=11{,}153-600(9\times0.14+0.013)=10{,}389
    따라서 약 10,400 kcal/kg이다.

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    25[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    자동차 내연기관의 공연비와 유해가스 발생 농도와의 일반적인 관계를 옳게 설명한 것은?
    1
    공연비를 이론치보다 높이면 NOx는 감소하고, CO, HC는 증가한다.
    2
    공연비를 이론치보다 낮추면 NOx는 감소하고, CO, HC는 증가한다.
    3
    공연비를 이론치보다 높이면 NOx, CO, HC 모두 증가한다.
    4
    공연비를 이론치보다 낮추면 NOx, CO, HC 모두 감소한다.
    해설

    공연비를 이론치보다 낮추면(연료 과잉, 농후 혼합) 산소가 모자라 불완전연소가 일어나 CO와 HC는 늘고, 화염온도와 산소농도가 함께 떨어져 NOx는 줄어든다.

    반대로 공연비를 이론치보다 높이면(희박) CO·HC는 줄지만 과잉산소 때문에 NOx가 늘어난다.

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    26[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    Propane 2.5Sm3를 완전연소시킬 때 이론 건조연소가스량(Sm3)은?
    1
    32.8
    2
    54.5
    3
    65.4
    4
    73.1
    해설

    프로판 2.5Sm³의 이론 건조연소가스량은 약 54.5Sm³이다.

    먼저 C3H8+5 O2→3 CO2+4 H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 3\,\mathrm{CO_2} + 4\,\mathrm{H_2O} 에서 이론공기량은 Ao=50.21=23.81 Sm3/Sm3A_o = \dfrac{5}{0.21} = 23.81\,\mathrm{Sm^3/Sm^3} 이다.

    건조 기준이므로 수증기를 제외하면 God=(1−0.21)Ao+3=21.81 Sm3/Sm3G_{od} = (1-0.21)A_o + 3 = 21.81\,\mathrm{Sm^3/Sm^3} 이고, 따라서 21.81×2.5≈54.5 Sm321.81 \times 2.5 \approx 54.5\,\mathrm{Sm^3} 이다.

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    27[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    액체연료에 관한 내용과 가장 거리가 먼 것은?
    1
    저장, 운반이 용이하며 배관공사 등에 걸리는 비용도 적게 소요된다.
    2
    완전연소시 다량의 과잉공기가 필요하므로 연소장치가 대형화되는 단점이 있다.
    3
    단위질량당의 발열량이 커, 화력이 강하다.
    4
    액체연료는 비교적 저가로 안정하게 공급되고 품질에도 큰 차가 없다는 장점이 있다.
    해설

    완전연소에 다량의 과잉공기가 필요해 연소장치가 대형화된다는 것은 고체연료의 특징이므로, 액체연료 설명으로는 가장 거리가 멀다.

    액체연료는 분무(무화)를 통해 미세한 액적으로 만들어 공기와 잘 섞이므로, 적은 과잉공기로도 완전연소가 가능하고 연소실을 작게 설계할 수 있다.

    또한 단위질량당 발열량이 커 화력이 강하고, 저장과 운반이 쉬우며 품질 편차가 작다는 장점이 있다.

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    28[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    회전식 버너에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    분무각도가 40~80°로 크고, 유량조절범위도 1:5 정도로 비교적 넓은 편이다.
    2
    연료유는 0.3~0.5kg/cm2 정도로 가압하여 공급하며, 직결식의 분사유량은 1000L/h이하이다.
    3
    연료유의 점도가 크고, 분무컵의 회전수가 작을수록 분무상태가 좋아진다.
    4
    3000~10000rpm으로 회전하는 컵모양의 분무컵에 송입되는 연료유가 원심력으로 비산됨과 동시에 송풍기에서 나오는 1차 공기에 의해 분무되는 형식이다.
    해설

    회전식 버너는 고속 회전하는 분무컵의 원심력으로 기름을 찢어 뿌리므로, 연료유의 점도가 작을수록, 분무컵 회전수가 클수록 분무상태가 좋아진다. 반대로 쓴 것이 잘못이다.

    분무각도 40~80°, 유량조절범위 1:5 정도, 3000~10000rpm 회전, 0.3~0.5kg/cm² 수준의 낮은 가압, 직결식 분사유량 1000L/h 이하는 모두 맞는 제원이다.

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    29[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    어느 석탄을 사용하여 가열로의 배기 가스를 분석한 결과 CO2 15%, O2 6%, N2 79% 였다. 이 경우의 공기비는? (단, 연료중 질소성분은 무시하며, 완전연소라 가정한다)
    1
    1.4
    2
    1.6
    3
    1.8
    4
    2.0
    해설

    이 경우의 공기비는 약 1.4이다.

    연료 중 질소를 무시하면 배기가스의 질소는 모두 공기에서 온 것이므로, 공기비는 질소와 잔존 산소의 관계를 이용해 m=N2N2−3.76 O2m = \dfrac{\mathrm{N_2}}{\mathrm{N_2} - 3.76\,\mathrm{O_2}} 로 구한다.

    측정값을 대입하면 m=7979−3.76×6=7956.44≈1.40m = \dfrac{79}{79 - 3.76 \times 6} = \dfrac{79}{56.44} \approx 1.40 이 된다.

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    30[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 각종 가스의 완전연소 시 단위부피당 이론공기량 (Sm3/Sm3)이 가장 큰 가스는?
    1
    ethylene
    2
    methane
    3
    acetylene
    4
    propylene
    해설

    단위부피당 이론공기량이 가장 큰 것은 프로필렌이다.

    기체연료의 이론공기량은 Ao=Oo0.21A_o = \dfrac{O_o}{0.21} 이므로, 연소에 필요한 산소 몰수가 큰 연료일수록 커진다.

    프로필렌은 C3H6+4.5 O2→3 CO2+3 H2O\mathrm{C_3H_6} + 4.5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 3\,\mathrm{CO_2} + 3\,\mathrm{H_2O} 로 산소가 4.5몰 필요해 4.50.21≈21.4 Sm3/Sm3\dfrac{4.5}{0.21} \approx 21.4\,\mathrm{Sm^3/Sm^3} 이고, 에틸렌 3몰, 아세틸렌 2.5몰, 메탄 2몰보다 탄소수가 많은 만큼 소요 공기량이 가장 크다.

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    31[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    Butane 몇 kg을 완전연소 시 이론적으로 필요한 공기량이 649kg이 되겠는가?
    1
    약 32kg
    2
    약 42kg
    3
    약 52kg
    4
    약 62kg
    해설

    이론공기량이 649kg이 되는 부탄의 양은 약 42kg이다.

    먼저 C4H10+6.5 O2→4 CO2+5 H2O\mathrm{C_4H_{10}} + 6.5\,\mathrm{O_2} \rightarrow 4\,\mathrm{CO_2} + 5\,\mathrm{H_2O} 에서 부탄 1몰(58g)에 산소 6.5몰(208g)이 필요하다.

    산소의 무게분율 23.2%를 적용하면 공기는 2080.232≈897 g\dfrac{208}{0.232} \approx 897\,\mathrm{g}, 즉 부탄 1kg당 약 15.46kg의 공기가 필요하므로 64915.46≈42 kg\dfrac{649}{15.46} \approx 42\,\mathrm{kg} 이다.

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    32[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    유동층 연소에서 부하변동에 대한 적응성이 좋지 않은 단점을 보완하기 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    공기분산판을 분할하여 층을 부분적으로 유동시킨다.
    2
    층 내의 연료비율을 고정시킨다.
    3
    유동층을 몇 개의 셀로 분할하여 부하에 따라 작동시키는 수를 변화시킨다.
    4
    층의 높이를 변화시킨다.
    해설

    부하변동에 맞추려면 유동 상태를 바꿀 수 있어야 하므로, 층 내의 연료비율을 고정하는 것은 오히려 적응성을 떨어뜨려 보완책이 될 수 없다.

    나머지 셋은 실제로 쓰이는 방법이다. 층의 높이를 바꾸거나, 공기분산판을 분할해 층을 부분적으로만 유동시키거나, 유동층을 여러 셀로 나눠 부하에 따라 작동시키는 셀 수를 조절한다.

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    33[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    C2H6의 고발열량이 15520 kcal/Sm3 일 때, 저발열량(kcal/Sm3)은?
    1
    18380
    2
    16560
    3
    14080
    4
    12820
    해설

    기체연료는 연소로 생기는 수증기 1 Sm31\,\mathrm{Sm^3}당 잠열 480 kcal를 고발열량에서 빼면 저발열량이 된다.

    C2H6+3.5 O2→2 CO2+3 H2O\mathrm{C_2H_6}+3.5\,\mathrm{O_2}\rightarrow2\,\mathrm{CO_2}+3\,\mathrm{H_2O}이므로 수증기가 3 Sm3/Sm33\,\mathrm{Sm^3/Sm^3} 생긴다.
    Hl=15520−480×3=14080 kcal/Sm3H_l=15520-480\times3=14080\,\mathrm{kcal/Sm^3}

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    34[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    탄소 86%, 수소 14%로 구성된 경유 1kg을 공기비 1.2로 연소시킨다. 이때 2%의 탄소가 불완전연소로 인해 먼지로 발생 된다면 건조연소가스 중 먼지의 농도(g/Sm3)는?
    1
    약 0.9
    2
    약 1.3
    3
    약 2.2
    4
    약 3.1
    해설

    건조연소가스 중 먼지의 농도는 약 1.3g/Sm³이다.

    먼저 이론공기량은 Ao=8.89×0.86+26.67×0.14≈11.38 Sm3/kgA_o = 8.89 \times 0.86 + 26.67 \times 0.14 \approx 11.38\,\mathrm{Sm^3/kg} 이고, 공기비 1.2에서 건조연소가스량은 Gd=(m−0.21)Ao+1.867C=0.99×11.38+1.867×0.86≈12.87 Sm3/kgG_d = (m-0.21)A_o + 1.867\mathrm{C} = 0.99 \times 11.38 + 1.867 \times 0.86 \approx 12.87\,\mathrm{Sm^3/kg} 이다.

    한편 먼지로 빠져나가는 탄소는 1000×0.86×0.02=17.2 g1000 \times 0.86 \times 0.02 = 17.2\,\mathrm{g} 이므로, 농도는 17.212.87≈1.3 g/Sm3\dfrac{17.2}{12.87} \approx 1.3\,\mathrm{g/Sm^3} 이 된다.

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    35[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    등가비(Φ)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    Φ=(실제의 연료량 / 산화제) / (완전연소를위한 이상적연료량 / 산화제)
    2
    Φ >1 경우는 불완전연소가 된다.
    3
    Φ< 1 경우는 공기가 부족한 경우이다.
    4
    Φ >1 경우는 연료가 과잉인 경우이다.
    해설

    등가비 Φ>1\Phi \gt 1은 이론량보다 연료가 많은 연료과잉(공기부족) 상태이므로 CO와 매연이 늘고 질소산화물은 줄어든다. 과잉공기 상태는 Φ<1\Phi \lt 1이다.

    등가비는 실제 연료와 산화제의 비를 완전연소에 필요한 이상적 비로 나눈 값이어서 공기비와는 m=1/Φm=1/\Phi의 관계가 있고, Φ=1\Phi = 1이 완전연소 조건이다.

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    36[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    연소학에서 사용되는 무차원 수 중 "Nusselt number"의 의미로 가장 적합한 것은?
    1
    난류확산의 특성시간에 대한 화학반응의 특성시간의 비
    2
    전도열 이동속도에 대한 대류열 이동속도의 비
    3
    화염신장율
    4
    온도 확산속도에 대한 운동량 확산속도의 비
    해설

    Nusselt 수는 전도에 의한 열이동속도에 대한 대류에 의한 열이동속도의 비를 뜻한다.

    Nu=hLkNu = \dfrac{hL}{k} 로 정의되며, 값이 클수록 대류의 기여가 전도보다 크다는 뜻이어서 대류 열전달계수를 구하는 상관식의 핵심 지표로 쓰인다.

    참고로 온도 확산에 대한 운동량 확산의 비는 Prandtl 수이고, 난류혼합과 화학반응의 특성시간 비는 Damköhler 수에 해당한다.

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    37[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    기체연료의 연소방식과 연소장치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    확산연소는 주로 탄화수소가 적은 발생로가스, 고로가스 등에 적용되는 연소방식이다.
    2
    예혼합연소는 화염온도가 낮아 국부가열의 염려가 없고 연소부하가 작은 경우 사용이 가능하며, 화염의 길이가 길다.
    3
    저압버너는 역화방지를 위해 1차 공기량을 이론공기량의 약 60% 정도만 흡입하고 2차 공기는 로 내의 압력을 부압으로 하여 공기를 흡인한다.
    4
    예혼합연소에 사용되는 버너에는 저압버너, 고압버너, 송풍버너 등이 있다.
    해설

    예혼합연소는 연료와 공기를 미리 섞어 태우므로 화염이 짧고 화염온도가 높아 국부가열과 역화의 우려가 크다. 화염온도가 낮고 화염이 길다는 서술이 반대다.

    나머지는 옳다. 확산연소는 발열량이 낮은 발생로가스·고로가스에 적합하고, 저압버너는 역화를 막으려 1차 공기를 이론공기량의 약 60%만 흡입하며, 예혼합연소용으로 저압·고압·송풍 버너가 쓰인다.

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    38[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    CO를 공기비 1.2로 완전연소시킬 때 배출가스중의 산소 (%)는?
    1
    약 1.1%
    2
    약 1.8%
    3
    약 3.4%
    4
    약 5.2%
    해설

    CO를 공기비 1.2로 완전연소시키면 배출가스 중 산소는 약 3%로, 보기 중 약 3.4%가 이에 해당한다.

    연소식 CO+12O2→CO2\mathrm{CO}+\dfrac{1}{2}\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{CO_2} 에서 이론산소량은 0.5, 이론공기량은
    A0=0.50.21≈2.38 Sm3/Sm3A_0=\dfrac{0.5}{0.21}\approx 2.38\,\mathrm{Sm^3/Sm^3}

    과잉산소는 0.21×(1.2−1)×2.38≈0.100.21\times(1.2-1)\times2.38\approx0.10, 건조 배출가스량은
    Gd=(1.2−0.21)×2.38+1≈3.36G_d=(1.2-0.21)\times2.38+1\approx3.36
    따라서 산소 농도는 0.10/3.36≈3.0%0.10/3.36\approx 3.0\% 이다.

    시험에서는 O2%≈21(m−1)m\mathrm{O_2}\%\approx\dfrac{21(m-1)}{m} 의 근사식으로 3.4~3.5%를 얻는 풀이가 통용되어 "약 3.4%"가 정답 보기로 제시되었다. 어느 풀이로도 다른 보기(1.1·1.8·5.2%)와는 거리가 멀다.

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    39[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    화격자 연소에 관한 설명으로 가장 적합하지 않은 것은?
    1
    상부투입식은 투입되는 연료와 공기가 향류로 교차하는 형태이다.
    2
    상부투입식의 경우 화격자 상에 고정층을 형성해야하므로 분체상의 석탄을 그대로 사용할 수 없다.
    3
    정상상태에서 상부투입식은 상부로부터 석탄층→건조층→건류층→환원층→산화층→회층의 구성순서를 갖는다.
    4
    하부투입식은 저융점의 회분을 많이 포함한 연료의 연소에 적합하며 착화성이 나쁜 연료도 유용하게 사용 가능하다.
    해설

    하부투입식은 회분이 적고 융점이 높은 연료에 적합하므로, 저융점 회분을 많이 포함한 연료의 연소에 적합하다는 설명이 옳지 않다.

    하부투입식에서는 회가 연소층 위쪽에 남아 배출되는데, 회의 융점이 낮으면 클링커가 생겨 통풍을 막고 화격자를 손상시키기 때문이다.

    반면 상부투입식은 연료가 위에서 아래로, 공기가 아래에서 위로 흐르는 향류 형태여서 화격자 위에 고정층을 이루어야 하므로 분체상 석탄을 그대로 쓸 수 없다.

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    40[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    발화온도(착화온도)에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    가연물을 외부로부터 직접 점화하여 가열하였을 때 불꽃에 의해 연소되는 최저온도를 말한다.
    2
    가연물의 분자구조가 복잡할수록 발화온도는 낮아진다.
    3
    발열량이 크고 반응성이 큰 물질일수록 발화온도가 낮아진다.
    4
    화학결합의 활성도가 큰 물질일수록 발화온도가 낮아진다.
    해설

    외부에서 직접 점화했을 때 불꽃에 의해 연소되는 최저온도는 인화점의 정의이므로, 발화온도 설명으로는 가장 거리가 멀다.

    발화온도(착화온도)는 외부 점화원 없이 가열만으로 스스로 연소를 시작하는 최저온도를 말한다.

    따라서 발열량과 반응성이 크고 분자구조가 복잡하며 화학결합의 활성도가 큰 물질일수록 자발적인 산화가 쉬워 발화온도가 낮아진다.

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    41[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    하수처리장·퇴비화시설 등에서 발생하는 저농도·대용량 악취를 처리하는 생물탈취법(바이오필터)에 관한 설명으로 옳은 것은?
    1
    담체층의 온도를 60~80 ℃의 고온으로 유지할수록 미생물의 분해속도가 빨라지므로 탈취효율을 높이려면 가온 운전이 필수적이다.
    2
    담체는 함수율 10 % 이하의 건조 상태로 유지하여야 압력손실이 작고 미생물 활성이 유지된다.
    3
    가스 체류시간이 1초 이내로 짧아도 되므로 고농도·급격한 부하변동 조건에서 특히 유리한 방법이다.
    4
    황화수소가 미생물에 의해 산화되면 황산이 생성되어 담체의 pH가 낮아지므로 살수·알칼리 보충 등 pH 관리가 필요하다.
    해설

    바이오필터에서 황화수소는 황산화세균에 의해 H2S→S→SO42−\mathrm{H_2S \rightarrow S \rightarrow SO_4^{2-}}로 산화되어 황산이 생성되므로 담체의 pH가 점차 낮아진다. 따라서 살수로 산을 씻어내거나 석회·중탄산염 등 알칼리를 보충하는 pH 관리(중성~약산성 유지)가 필요하다.

    생물탈취법은 미생물이 담체(퇴비·피트·목편·다공성 세라믹 등) 표면의 생물막에서 악취물질을 흡수·분해하는 방식으로, 운전비가 적고 2차 오염이 거의 없어 저농도·대용량 악취에 적합하다.

    • 미생물 활성은 20~40 ℃의 중온에서 높으며, 60 ℃ 이상의 고온에서는 미생물이 사멸하거나 활성이 급격히 떨어진다.
    • 담체는 함수율 40~60 % 정도의 습윤 상태를 유지해야 하며, 건조하면 생물막이 파괴되어 효율이 급감한다.
    • 담체 내 체류시간은 보통 30초~수 분이 필요하고, 고농도·급격한 부하변동에는 약하여 연소법·약액세정법에 비해 불리하다.

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    42[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    유해가스 처리의 충전탑(packed tower)에 대한 설명 중 틀린 것은?
    1
    충전탑은 충전물을 채운 탑내에서 액을 위에서 밑으로 흐르게 하고 가스는 아래에서 향류로 접촉시키는 액분산형 흡수장치이다.
    2
    가스의 유속이 증가하면 충전층 내에 액의 보유량이 증가하여 탑 위로 넘치게 되므로 가스유속은 범람(flooding)속도의 80~90%가 적당하다.
    3
    충전탑의 높이는 이동 단위수와 이동단위 높이의 곱으로 계산된다.
    4
    일반적으로 충전탑의 직경(D)와 충전제 직경(d)의 비 D/d가 8 - 10일 때 편류현상이 최소가 된다.
    해설

    충전탑의 적정 가스유속은 범람속도의 50~75% 정도이므로, 80~90%가 적당하다는 설명이 틀렸다.

    범람속도에 가깝게 운전하면 충전층에 액이 과도하게 고여 편류와 범람이 일어나고 압력손실도 급격히 커지므로, 충분한 여유를 두고 운전해야 한다.

    나머지 설명은 옳다. 충전탑은 액을 위에서 뿌려 가스와 향류로 접촉시키는 액분산형 흡수장치이고, 탑 높이는 이동단위수와 이동단위높이의 곱이며, 탑 직경과 충전물 직경의 비가 8~10일 때 편류가 최소가 된다.

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    43[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    흡수장치의 종류 중 기체분산형 흡수장치에 해당하는 것은?
    1
    venturi scrubber
    2
    spray tower
    3
    packed tower
    4
    plate tower
    해설

    단탑(plate tower)은 단 위에 액을 채워 두고 그 속으로 가스를 기포 형태로 통과시키므로 기체분산형에 해당한다.

    분무탑·충전탑·벤투리스크러버는 모두 액을 액적이나 액막으로 흩뿌리는 액체분산형이다.

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    44[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    실내공기오염물질의 종류와 특징에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    폼알데하이드는 물에 거의 녹지 않는 무색 기체로, 실내 온도와 습도가 높아질수록 건축자재로부터의 방출량은 감소한다.
    2
    휘발성유기화합물 중 벤젠은 조혈기 독성(백혈병)이 알려진 발암물질로, 실내에서는 흡연·연소·건축자재 등에서 발생한다.
    3
    석면은 섬유상 규산염 광물로 흡입 시 폐에 축적되어 석면폐·악성중피종을 일으키며, 실내공기질 관리법령상 오염물질에 포함된다.
    4
    총부유세균은 습도가 높고 환기가 불량한 실내에서 증가하며, 냉방기·가습기·냉각탑 등이 발생원이 될 수 있다.
    해설

    폼알데하이드(HCHO)는 자극성 냄새가 있는 무색 기체로 물에 매우 잘 녹으며(37 % 수용액이 포르말린), 접착제·합판·단열재 등 건축자재에서의 방출량은 온도·습도가 높을수록 증가한다. 따라서 폼알데하이드에 관한 설명은 옳지 않다.

    폼알데하이드는 새집증후군의 주요 원인물질이자 IARC 1군 발암물질로, 실내공기질 관리법령상 유지기준 항목이다.

    • 벤젠은 백혈병 등 조혈기 독성이 알려진 1군 발암물질로, 실내에서는 흡연·연소·건축자재 등에서 발생한다.
    • 석면은 섬유상 규산염 광물로 폐에 축적되어 석면폐·악성중피종을 일으키며, 실내공기질 관리법 시행규칙 별표 1의 오염물질에 포함된다.
    • 총부유세균은 고습·환기불량 조건에서 증가하고 냉방기·가습기·냉각탑 등이 발생원이 된다.

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    45[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    황함량 2.5%인 중유를 1시간에 20ton 연소하고 있는 공장에서 배연탈황시설을 실시하고 있다. 이 시설에서 부산물을 석고(CaSO4)로 회수하려고 하는 경우 회수되는 석고의 이론량(ton/hr)은? (단, 이 장치의 탈황율은 90% 이고, Ca 원자량 ; 40)
    1
    1.2
    2
    1.9
    3
    2.3
    4
    2.8
    해설

    회수되는 석고의 이론량은 약 1.9ton/hr이다.

    먼저 시간당 유입되는 황은 20×0.025=0.5 ton/hr20 \times 0.025 = 0.5\,\mathrm{ton/hr} 이고, 탈황율 90%를 적용하면 실제로 제거되는 황은 0.5×0.9=0.45 ton/hr0.5 \times 0.9 = 0.45\,\mathrm{ton/hr} 이다.

    황 1몰이 석고 1몰로 전환되므로 황(32)과 CaSO4(136)의 비를 적용하면 0.45×13632≈1.91 ton/hr0.45 \times \dfrac{136}{32} \approx 1.91\,\mathrm{ton/hr} 이 된다.

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    46[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    사이클론(Cyclone)에서 가스유입속도를 3배로 증가시키고 유입구폭을 2배로 늘리면 Lapple의 절단입경(Cut Size Diameter)인 dp′는 처음값(dp)에 비해 어떻게 변화되는가?
    1
    1.38dp
    2
    1.23dp
    3
    0.82dp
    4
    0.72dp
    해설

    절단입경은 처음값의 약 0.82배로 작아진다.

    Lapple의 절단입경은 dp,c=9μW2πNeVi(ρp−ρ)d_{p,c} = \sqrt{\dfrac{9\mu W}{2\pi N_e V_i (\rho_p - \rho)}} 이므로, 유입구 폭의 제곱근에 비례하고 유입속도의 제곱근에 반비례한다.

    따라서 폭이 2배, 속도가 3배가 되면 23≈0.82\sqrt{\dfrac{2}{3}} \approx 0.82 배가 되어, 절단입경이 작아진 만큼 집진성능은 좋아진다.

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    47[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    유해오염물질과 그 처리방법에 관한 설명으로 틀린 것은?
    1
    비소는 염산용액으로 포집 후, Ca(OH)2에 대한 피흡착력을 이용하여 제거한다.
    2
    벤젠은 촉매연소법이나 활성탄 흡착법을 사용하여 제거한다.
    3
    염화인은 충전물을 채운 흡수탑을 이용하여 알칼리성 용액에 흡수시켜 제거한다.
    4
    크롬산 미스트는 비교적 입자크기가 크고 친수성이므로 수세법으로 제거한다.
    해설

    Ca(OH)2에 대한 피흡착력을 이용하는 것은 불소화합물(HF 등)의 처리법이다. 비소는 As2O3 형태로 배출되므로 배기가스를 냉각·응축시켜 집진하거나 알칼리 용액에 흡수시켜 제거한다.

    나머지는 옳다 — 벤젠은 촉매연소법이나 활성탄 흡착법으로, 염화인은 알칼리성 용액을 쓰는 충전 흡수탑으로 처리하며, 크롬산 미스트는 입경이 크고 친수성이라 수세법이 잘 듣는다.

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    48[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    지름 20cm, 유효높이 3m인 원통형 Bag Filter로 4.5×106cm3/sec의 함진가스를 처리하고자 한다. 여과속도를 0.04m/sec로 할 경우 필요한 Bag Filter수는 얼마인가?
    1
    35개
    2
    60개
    3
    70개
    4
    120개
    해설

    필요한 백필터의 개수는 약 60개이다.

    먼저 처리가스량 4.5×106 cm3/s=4.5 m3/s4.5 \times 10^6\,\mathrm{cm^3/s} = 4.5\,\mathrm{m^3/s} 를 여과속도로 나누면 필요한 총 여과면적은 4.50.04=112.5 m2\dfrac{4.5}{0.04} = 112.5\,\mathrm{m^2} 이다.

    원통형 백 하나의 면적은 πDL=π×0.2×3≈1.885 m2\pi D L = \pi \times 0.2 \times 3 \approx 1.885\,\mathrm{m^2} 이므로, 112.51.885≈59.7\dfrac{112.5}{1.885} \approx 59.7 에서 60개가 필요하다.

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    49[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    면적이 250km2인 도시에서 지표면 근처의 분진농도가 200㎍/m3일 때 하루 동안 침전하는 분진은 몇 ton인가? (단, 분진의 침강속도는 0.1cm/s이고, 표준상태 가정)
    1
    1.68
    2
    2.84
    3
    3.66
    4
    4.32
    해설

    하루 동안 침전하는 분진은 약 4.32ton이다.

    침강에 의한 침적량은 W=C×Vs×A×tW = C \times V_s \times A \times t 로 구하며, 단위를 m와 초로 통일하면 농도는 200×10−6 g/m3200 \times 10^{-6}\,\mathrm{g/m^3}, 침강속도는 0.001 m/s0.001\,\mathrm{m/s}, 면적은 250×106 m2250 \times 10^{6}\,\mathrm{m^2}, 시간은 86400 s86400\,\mathrm{s} 이다.

    따라서 W=200×10−6×0.001×250×106×86400=4.32×106 gW = 200 \times 10^{-6} \times 0.001 \times 250 \times 10^{6} \times 86400 = 4.32 \times 10^{6}\,\mathrm{g} 으로 4.32ton이 된다.

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    50[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    부피비로 염화수소 0.7%인 배출가스 3000Sm3/hr를 수산화칼슘으로 처리하여 염화수소를 완전히 제거하기 위한 수산화칼슘의 시간당 필요량은? (단, Ca:40 )
    1
    약 20㎏
    2
    약 25㎏
    3
    약 30㎏
    4
    약 35㎏
    해설

    시간당 필요한 수산화칼슘은 약 35kg이다.

    먼저 염화수소량은 3000×0.007=21 Sm3/hr3000 \times 0.007 = 21\,\mathrm{Sm^3/hr} 이고, 이를 몰수로 바꾸면 2122.4=0.9375 kmol/hr\dfrac{21}{22.4} = 0.9375\,\mathrm{kmol/hr} 이다.

    중화반응이 2 HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2 H2O2\,\mathrm{HCl} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaCl_2} + 2\,\mathrm{H_2O} 이므로 수산화칼슘은 염화수소의 절반인 0.469kmol/hr이 필요하고, 분자량 74를 곱하면 0.469×74≈34.7 kg/hr0.469 \times 74 \approx 34.7\,\mathrm{kg/hr} 이다.

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    51[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    사이클론에서 처리가스량에 대하여 외기의 누입이 없을 때 집진율은 88% 였다면 외부로부터 외기가 10% 누입이 될 때의 집진율은? (단, 이 때 먼지통과율은 누입되지 않은 경우의 3배에 해당한다.)
    1
    54%
    2
    64%
    3
    75%
    4
    83%
    해설

    외기가 누입될 때의 집진율은 64%로 낮아진다.

    집진율 88%는 먼지 통과율이 12%라는 뜻인데, 누입이 있으면 통과율이 3배가 되므로 12×3=36%12 \times 3 = 36\% 가 된다.

    따라서 집진율은 100−36=64%100 - 36 = 64\% 이며, 외기 누입이 집진성능을 크게 떨어뜨린다는 점을 보여 준다.

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    52[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 중 물리적 흡착에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    기체분자량이 클수록 잘 흡착한다.
    2
    압력을 낮추거나 온도를 높임으로써 흡착물질을 흡착제로부터 탈착시킬 수 있다.
    3
    흡착제 표면에 여러층으로 흡착이 일어날 수 있다.
    4
    흡착열은 반응 엔탈피와 비슷하고 그 크기는 20-400 KJ/g ㆍ mole 정도이다.
    해설

    흡착열이 반응 엔탈피와 비슷한 20~400kJ/mol 수준인 것은 화학적 흡착의 특징이므로, 물리적 흡착 설명으로는 옳지 않다.

    물리적 흡착은 반데르발스 힘에 의한 것이어서 흡착열이 응축열 정도로 작고, 결합이 약한 만큼 압력을 낮추거나 온도를 높이면 쉽게 탈착된다.

    또 결합이 약한 대신 표면에 여러 층으로 쌓일 수 있고, 분자량이 클수록 분산력이 커져 더 잘 흡착된다.

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    53[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    전기집진장치의 특성에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    전압변동과 같은 조건변동에 쉽게 적응하기 어렵다.
    2
    다른 고효율 집진장치에 비해 압력손실(10-20mmH2O)이 적어 소요동력이 적은편이다.
    3
    대량가스 및 고온(350℃ 정도)가스의 처리도 가능하다.
    4
    입자의 하전을 균일하게 하기 위해 장치내부의 처리가스 속도는 보통 7-15m/s를 유지하도록 한다.
    해설

    전기집진장치 내부의 처리가스 속도는 건식 기준 보통 1~2m/s로 낮게 유지한다. 속도가 빠르면 하전·포집 시간이 부족하고 포집된 먼지가 재비산한다.

    7~15m/s는 덕트 내 반송속도에 가까운 값이라 맞지 않는다. 낮은 압력손실, 대량·고온 가스 처리 가능, 조건 변동에 대한 적응이 어려운 점은 옳은 설명이다.

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    54[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 중 물을 가압 공급하여 함진가스를 세정하는 방식의 가압수식 스크러버에 해당하지 않는 것은?
    1
    Venturi Scrubber
    2
    Impulse Scrubber
    3
    Packed Tower
    4
    Jet Scrubber
    해설

    가압수식에 해당하지 않는 것은 임펄스 스크러버이다.

    임펄스 스크러버는 회전하는 날개로 물을 비산시켜 함진가스와 접촉시키는 회전식 세정장치여서, 물을 가압해 분사하는 방식과는 구분된다.

    반면 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 충전탑은 모두 물을 가압 공급해 분무하거나 흘려보내는 가압수식 세정집진장치에 속한다.

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    55[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    자연 통풍력을 증대시키기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?
    1
    굴뚝을 높인다.
    2
    굴뚝 통로를 단순하게 한다.
    3
    굴뚝안의 가스를 냉각시킨다.
    4
    굴뚝가스의 체류시간을 증가시킨다.
    해설

    자연통풍력은 굴뚝 안팎의 밀도차(온도차)에서 생기므로, 굴뚝 안의 가스를 냉각시키면 배기가스 밀도가 커져 통풍력이 오히려 줄어든다.

    통풍력은 Z=273H(γa273+ta−γg273+tg)Z = 273H\left(\dfrac{\gamma_a}{273+t_a} - \dfrac{\gamma_g}{273+t_g}\right)로, 굴뚝 높이 HH가 클수록, 배기가스 온도 tgt_g가 높을수록 커진다.

    따라서 굴뚝을 높이고, 통로를 단순하게 해 마찰·굴곡 저항을 줄이며, 배기가스가 식지 않도록 보온하는 것이 통풍력 증대 방법이다.

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    56[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    직경 10㎛인 구형입자가 20℃ 층류영역의 대기 중에서 낙하하고 있다. 입자의 종말침강속도와 레이놀즈 수는 각각 얼마인가? (단, 20℃에서의 입자의 밀도 1800kg/m3, 공기의 밀도 1.2kg/m3, 점도 1.8×10-5 kg/m·sec)
    1
    3.63×10-6 m/s, 0.0036
    2
    3.63×10-6 m/s, 2.4×10-6
    3
    5.44×10-3 m/s, 0.0036
    4
    5.44×10-3 m/s, 5.44
    해설

    종말침강속도는 5.44×10⁻³ m/s, 레이놀즈 수는 약 0.0036이다.

    층류영역이므로 Stokes 식 Vt=dp2(ρp−ρ)g18μV_t = \dfrac{d_p^2 (\rho_p - \rho) g}{18 \mu} 에 대입하면 Vt=(10×10−6)2×(1800−1.2)×9.818×1.8×10−5≈5.44×10−3 m/sV_t = \dfrac{(10 \times 10^{-6})^2 \times (1800-1.2) \times 9.8}{18 \times 1.8 \times 10^{-5}} \approx 5.44 \times 10^{-3}\,\mathrm{m/s} 이다.

    이어서 Re=ρVtdpμ=1.2×5.44×10−3×10×10−61.8×10−5≈3.6×10−3Re = \dfrac{\rho V_t d_p}{\mu} = \dfrac{1.2 \times 5.44 \times 10^{-3} \times 10 \times 10^{-6}}{1.8 \times 10^{-5}} \approx 3.6 \times 10^{-3} 으로, Re가 1보다 훨씬 작아 층류 가정이 타당함을 확인할 수 있다.

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    57[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염물 중 연소성이 있는 것은 연소나 재연소시켜 제거한다. 다음 중 재연소법의 장점으로 거리가 먼 것은?
    1
    시설이 배기의 유량과 농도가 크게 변하지 않는 한 잘 적응할 수 있다.
    2
    시설비는 비교적 많이 소요되지만, 유지비는 낮고, 연소생성물에 대한 독성의 우려가 없다.
    3
    경제적인 폐열회수가 가능하다.
    4
    효율 저하가 거의 없다.
    해설

    재연소법(또는 재연소로·thermal incinerator)은 연소성 대기오염물질을 고온에서 산화시켜 제거하는 방식으로, 주요 장점은 높은 제거효율, 배기 유량·농도 변화에 대한 적응성, 폐열회수 등이다. 보기 1, 3, 4는 모두 재연소법의 실제 장점에 해당한다. 반면 보기 2는 재연소법의 단점을 포함하고 있다: 재연소법은 초기 시설비가 크고 유지비도 상당하며, 무엇보다 고온 연소 과정에서 질소산화물(NOx) 등 2차 오염물질이 발생할 수 있어 "연소생성물에 대한 독성의 우려가 없다"는 설명이 부정확하다. 따라서 재연소법의 장점과 가장 거리가 먼 것은 2번이다.

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    58[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    기상총괄이동단위 높이 Hog가 2.0m인 충전탑을 사용하여 배기가스 중의 HF를 NaOH 수용액에 흡수 제거하려 한다. 제거율(흡수효율)이 97%가 되기 위한 이론적 충전높이는?
    1
    5.6m
    2
    6.8m
    3
    7.0m
    4
    8.2m
    해설

    이론적인 충전높이는 약 7.0m이다.

    충전탑 높이는 h=HOG×NOGh = H_{OG} \times N_{OG} 로 구하고, 기상총괄이동단위수는 NOG=ln⁡11−ηN_{OG} = \ln \dfrac{1}{1-\eta} 로 계산한다.

    제거율 97%를 대입하면 NOG=ln⁡10.03≈3.51N_{OG} = \ln \dfrac{1}{0.03} \approx 3.51 이므로, h=2.0×3.51≈7.0 mh = 2.0 \times 3.51 \approx 7.0\,\mathrm{m} 이다.

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    59[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    어떤 악취물질의 농도가 400 ppm일 때 취기강도가 4.0, 4 ppm일 때 3.0으로 측정되었다. 취기강도 I가 농도 C의 대수에 비례한다는 Weber-Fechner 법칙(I = k log C + b)이 성립할 때, 이 물질의 농도를 0.04 ppm까지 낮추면 취기강도는 얼마가 되는가?
    1
    2.0
    2
    2.5
    3
    3.0
    4
    3.5
    해설

    Weber-Fechner 법칙에서 취기강도는 농도의 대수(log)에 비례하므로, 농도를 같은 배율로 줄일 때마다 취기강도는 같은 값만큼 줄어든다. 계산 결과 2.0이다.

    두 측정값으로 비례상수 k를 구한다.
    4.0−3.0=k(log⁡400−log⁡4)=klog⁡100=2k  ⇒  k=0.54.0-3.0=k\left(\log400-\log4\right)=k\log100=2k\;\Rightarrow\;k=0.5

    4 ppm에서 0.04 ppm으로 낮추는 것은 농도를 1/100로 줄이는 것이므로
    ΔI=klog⁡0.044=0.5×(−2)=−1.0\Delta I=k\log\dfrac{0.04}{4}=0.5\times(-2)=-1.0
    I=3.0−1.0=2.0I=3.0-1.0=2.0

    검산: b=4.0−0.5log⁡400=4.0−1.301=2.699b=4.0-0.5\log400=4.0-1.301=2.699이고 I=0.5log⁡0.04+2.699=−0.699+2.699=2.0I=0.5\log0.04+2.699=-0.699+2.699=2.0으로 일치한다.

    이 관계는 악취물질을 90% 제거해도 사람이 느끼는 취기는 한 단계 남짓만 낮아진다는 뜻으로, 악취 저감에는 매우 높은 제거율이 필요한 이유를 설명한다.

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    60[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    배출원으로부터 배출되는 오염물질에 따른 처리방법의 연결로 옳지 않은 것은?
    1
    이황화탄소 - 암모니아주입법
    2
    일산화탄소 - 촉매산화처리법
    3
    다이옥신 - 적외선광분해법
    4
    시안화수소 - 수세처리법
    해설

    다이옥신은 자외선 광분해법으로 처리하므로, 적외선광분해법과 연결한 것이 옳지 않다.

    다이옥신의 염소-탄소 결합을 끊으려면 파장이 짧아 에너지가 큰 자외선이 필요하고, 적외선은 분자를 진동시킬 뿐 결합을 끊을 만한 에너지를 주지 못한다.

    • 일산화탄소는 촉매를 이용한 산화처리로 이산화탄소까지 산화시킨다.
    • 시안화수소는 물에 잘 녹는 성질을 이용해 수세처리한다.
    • 이황화탄소는 암모니아 주입법으로 처리한다.

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    61[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    어떤 사업장의 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 농도가 600ppm이고 표준산소농도가 6%, 실측산소농도가 8% 일 때, 보정된 오염물질의 농도(ppm)는?
    1
    692.3
    2
    722.3
    3
    832.3
    4
    862.3
    해설

    표준산소농도로 보정한 농도는 C=Ca×21−Os21−OaC=C_a\times\dfrac{21-O_s}{21-O_a}로 구한다(OsO_s는 표준산소농도, OaO_a는 실측산소농도).

    C=600×21−621−8=600×1513=692.3 ppmC=600\times\dfrac{21-6}{21-8}=600\times\dfrac{15}{13}=692.3\,\mathrm{ppm}

    실측산소가 표준보다 높다는 것은 공기가 더 섞여 희석된 상태에서 측정됐다는 뜻이므로, 보정농도는 실측값보다 커진다.

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    62[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염공정시험기준상 굴뚝연속자동측정기기의 성능규격 및 기능에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1
    먼지 연속자동측정기기의 성능규격에서 교정오차는 10 % 이하, 재현성은 최대눈금치의 2 % 이하이어야 한다.
    2
    이산화황·질소산화물 등 가스상물질 측정기기의 응답시간은 최대 5분 이하(이온전극법은 10분 이내)이어야 한다.
    3
    측정기기의 측정범위는 형식승인을 취득한 측정범위 중 최대범위 내에서 배출시설별 오염물질 배출허용기준의 2~10배 이내에서 설정하여야 한다.
    4
    상대정확도는 주시험방법 측정값의 50 % 이하이면 적합하며, 측정값이 배출허용기준의 50 % 이하인 경우에는 적용하지 않는다.
    해설

    굴뚝연속자동측정기기의 상대정확도는 먼지·가스상물질 모두 주시험방법(또는 기기분석방법) 측정값의 20 % 이하이어야 하며, 측정값이 해당 배출허용기준의 50 % 이하인 경우에는 배출허용기준의 15 % 이하를 적용한다. "50 % 이하이면 적합하고 저농도에서는 적용하지 않는다"는 설명은 옳지 않다.

    상대정확도는 굴뚝에서 측정기기로 구한 값이 주시험법으로 구한 값과 얼마나 일치하는지를 나타내는 지표로, 수치가 작을수록 잘 일치하는 것이다.

    • 먼지 측정기기: 교정오차 10 % 이하, 응답시간 최대 2분(베타선흡수법 15분 이내), 재현성 최대눈금치의 2 % 이하.
    • 가스상물질 측정기기: 교정오차 5 % 이하, 응답시간 최대 5분(이온전극법 10분 이내), 재현성 최대눈금치의 2 % 이하, 편향시험 5 % 이하.
    • 측정범위는 배출허용기준의 2~10배(배출가스 농도가 기준의 2배를 초과하면 5~10배) 이내, 유속은 최대유속의 1.2~1.5배 범위에서 설정한다.

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    63[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    일반적으로 사용하는 이온크로마토그래피의 구성장치 중 분리관에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    이온교환체의 구조면에서는 표층피복형, 표층박막형, 전다공성 미립자형이 있다.
    2
    양이온 교환체는 표면에 슬폰산기를 보유한다.
    3
    금속이온 분리용으로는 스테인레스관이 효과적이다.
    4
    분리관은 에폭시수지관 또는 유리관 등이 사용된다.
    해설

    스테인리스관은 금속이온 분리에 부적당하므로, 효과적이라는 설명이 가장 거리가 멀다.

    스테인리스 표면에서 금속성분이 용출되거나 시료의 금속이온이 흡착되어 분리와 정량을 방해하기 때문에, 분리관은 에폭시수지관이나 유리관처럼 금속이 노출되지 않는 재질을 쓴다.

    참고로 이온교환체는 구조에 따라 표층피복형, 표층박막형, 전다공성 미립자형으로 나뉘고, 양이온 교환체는 술폰산기를 표면에 가진다.

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    64[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염공정시험기준(총칙)의 용어 정의에 관한 다음 설명에서 ( ) 안에 알맞은 것은?
    시험조작 중 "즉시"란 ( ㉠ ) 이내에 표시된 조작을 하는 것을 뜻하며, "항량이 될 때까지 건조한다"라 함은 따로 규정이 없는 한 보통의 건조방법으로 1시간 더 건조할 때 전후 무게의 차가 매 g당 ( ㉡ ) 이하일 때를 뜻한다. 또 "약"이란 그 무게 또는 부피 등에 대하여 ( ㉢ ) 이상의 차가 있어서는 안 된다.
    1
    ㉠ 30초, ㉡ 0.3 mg, ㉢ ±10 %
    2
    ㉠ 10초, ㉡ 0.3 mg, ㉢ ±5 %
    3
    ㉠ 30초, ㉡ 0.1 mg, ㉢ ±1 %
    4
    ㉠ 60초, ㉡ 1.0 mg, ㉢ ±10 %
    해설

    총칙의 정의에 따라 "즉시"는 30초 이내, "항량"은 1시간 더 건조·강열할 때 전후 무게의 차가 매 g당 0.3 mg 이하, "약"은 ±10 % 이상의 차가 없어야 함을 뜻한다.

    함께 묶어 기억할 관련 용어는 다음과 같다.

    • "정확히 단다"는 분석용 저울로 0.1 mg까지 다는 것이고, "정확히 취한다"는 홀피펫·부피플라스크 등으로 취하는 것을 뜻한다.
    • "감압 또는 진공"은 따로 규정이 없는 한 15 mmHg 이하를 뜻한다.
    • "방울수"는 20 ℃에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1 mL 되는 것을 뜻한다.

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    65[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    자동측정기에 의한 아황산가스(굴뚝배출가스중 오염물질) 연속측정법과 가장 거리가 먼 것은?
    1
    광전도전위법
    2
    적외선흡수법
    3
    자외선흡수법
    4
    용액전도율법
    해설

    아황산가스 연속측정법에 들어가지 않는 것은 광전도전위법이다.

    굴뚝 배출가스 중 아황산가스의 자동측정법으로 규정된 것은 전해질 용액의 전도도 변화를 이용하는 용액전도율법과, 특정 파장의 빛 흡수량으로 농도를 구하는 적외선흡수법·자외선흡수법이다.

    반면 빛의 세기 변화를 전기저항(광전도)으로 바꾸어 읽는 방식은 이러한 표준 측정법에 포함되지 않는다.

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    66[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 단면이 상·하 동일한 원형이고 반경이 1.4 m인 굴뚝에서 배출가스 중 먼지를 측정하려고 한다. 대기오염공정시험기준에 따라 측정점을 선정할 때 반경구분수와 측정점수는?
    1
    반경구분수 2, 측정점수 8
    2
    반경구분수 3, 측정점수 12
    3
    반경구분수 4, 측정점수 16
    4
    반경구분수 5, 측정점수 20
    해설

    반경 1.4 m이면 굴뚝직경은 2.8 m로 "2 m 초과 4 m 이하" 구간에 해당하므로 반경구분수 3, 측정점수 12이다.

    원형 단면은 서로 직교하는 두 직경선 위에 측정점을 잡으므로 측정점수는 반경구분수의 4배(3×4 = 12)가 된다.
    측정점 위치는 굴뚝 중심에서 0.408R, 0.707R, 0.913R 지점이며, R = 1.4 m를 넣으면 약 0.57 m, 0.99 m, 1.28 m이다.

    • 직경 1 m 이하: 반경구분수 1·측정점 4, 1 초과 2 이하: 2·8, 2 초과 4 이하: 3·12, 4 초과 4.5 이하: 4·16, 4.5 초과: 5·20점까지로 한다.
    • 굴뚝 단면적이 0.25 m² 이하로 소규모이면 단면 중심 1점만 측정하고, 유속분포가 대칭이면 수평굴뚝은 1/2, 수직굴뚝은 1/4로 측정점수를 줄일 수 있다.

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    67[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    연도 배출가스중의 수분이 부피백분율을 측정하기 위하여 흡습관에 배출가스 10L를 흡인하여 유입시킨 결과 흡습관의 중량 증가는 0.82g이었다. 이때 가스흡인은 건식 가스미터로 측정하여 그 가스미터의 가스 게이지압은 4mm 수주이고, 온도는 27℃ 이었다. 그리고 대기압은 760mmHg 이었다면 이 배출가스 중 수분량은(%)?
    1
    약 10%
    2
    약 13%
    3
    약 16%
    4
    약 18%
    해설

    배출가스 중 수분량은 약 10%이다.

    먼저 흡수된 물 0.82g을 기체 부피로 바꾸면 0.8218×22.4≈1.02 L\dfrac{0.82}{18} \times 22.4 \approx 1.02\,\mathrm{L} 이고, 흡인한 가스 10L를 같은 표준상태로 환산하면 10×273273+27×760+4/13.6760≈9.10 L10 \times \dfrac{273}{273+27} \times \dfrac{760 + 4/13.6}{760} \approx 9.10\,\mathrm{L} 이다.

    수분은 습가스 전체에 대한 비율이므로 1.029.10+1.02×100≈10%\dfrac{1.02}{9.10 + 1.02} \times 100 \approx 10\% 가 된다.

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    68[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 배출가스 중 가스상 물질의 시료채취장치에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    1
    습식 가스미터를 운반할 때에는 반드시 물을 뺀다.
    2
    가스미터는 100mmH2O 이내에서 사용한다.
    3
    가스미터는 정밀도를 유지하기 위하여 기차를 측정해 둘 필요가 있다.
    4
    시료가스량 측정을 위하여 쓰는 채취병은 미리 20℃때의 참부피를 구해둔다.
    해설

    시료채취병의 참부피는 0℃ 기준으로 미리 구해 두므로, 20℃ 때의 참부피를 구해 둔다는 설명이 가장 거리가 멀다.

    채취한 가스량은 표준상태(0℃, 760mmHg)로 환산해 나타내야 하므로, 용기의 부피도 같은 기준 온도에서 정해 두어야 계산이 일관된다.

    나머지 설명은 옳다. 습식 가스미터는 운반할 때 반드시 물을 빼고, 가스미터는 100mmH2O 이내에서 사용하며, 정밀도 유지를 위해 기차를 미리 측정해 둔다.

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    69[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    대기오염공정시험기준상 따로 규정이 없는 한 시험에 사용하는 ① 시약 명칭, ② 화학식, ③ 농도(%), ④ 비중(약) 기준으로 옳은 것은?
    1
    ① 암모니아수, ② NH4OH, ③ 30.0-34.0(NH3로서), ④ 1.05
    2
    ① 요오드화수소산, ② HI, ③ 46.0-48.0, ④ 1.25
    3
    ① 브롬화수소산, ② HBr, ③ 47.0-49.0, ④ 1.48
    4
    ① 과염소산, ② H2ClO3, ③ 60.0-62.0, ④ 1.34
    해설

    규격이 옳게 짝지어진 것은 브롬화수소산(HBr), 47.0~49.0%, 비중 약 1.48이다.

    나머지는 화학식이나 수치가 기준과 맞지 않는다.

    • 과염소산의 화학식은 H2ClO3가 아니라 HClO4이다.
    • 암모니아수는 물보다 가벼워 비중이 1보다 작으며, 농도 규격도 제시된 값보다 낮다.
    • 요오드화수소산은 무거운 요오드를 포함해 비중이 1.25보다 훨씬 크고 농도 규격도 다르다.

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    70[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    이론단수가 1,600인 분리관이 있다. 보유시간이 10분인 피크의 좌우 변곡점에서 접선이 자르는 바탕선의 길이는? (단, 기록지 이동속도는 5mm/min, 이론단수는 모든 성분에 대하여 같다.)
    1
    1mm
    2
    2mm
    3
    5mm
    4
    10mm
    해설

    변곡점 접선이 자르는 바탕선의 길이는 5mm이다.

    이론단수는 N=16(tRW)2N = 16 \left( \dfrac{t_R}{W} \right)^2 로 정의되므로, 먼저 보유시간을 기록지 위의 길이로 바꾸면 tR=10×5=50 mmt_R = 10 \times 5 = 50\,\mathrm{mm} 이다.

    따라서 W=4tRN=4×501600=20040=5 mmW = \dfrac{4 t_R}{\sqrt{N}} = \dfrac{4 \times 50}{\sqrt{1600}} = \dfrac{200}{40} = 5\,\mathrm{mm} 가 된다.

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    71[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    NaOH 20g을 물에 용해시켜 800mL로 하였다. 이 용액은 몇 N인가?
    1
    0.0625N
    2
    0.625N
    3
    0.25N
    4
    62.5N
    해설

    이 용액의 농도는 0.625N이다.

    수산화나트륨은 1가 염기여서 당량이 분자량 40과 같으므로, 당량수는 2040=0.5 eq\dfrac{20}{40} = 0.5\,\mathrm{eq} 이다.

    노르말 농도는 용액 1L당 당량수이므로 N=0.50.8=0.625 NN = \dfrac{0.5}{0.8} = 0.625\,\mathrm{N} 이 된다.

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    72[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 배출가스 중의 질소산화물을 페놀디슬폰산법으로 측정하는 방법에 관한 설명으로 틀린 것은?
    1
    시료중의 질소산화물을 산화흡수제(황산+과산화수소수)에 흡수시켜 질산이온으로 만든다.
    2
    NOx를 질산이온으로 만들고, 페놀디슬폰산을 반응시켜 얻어지는 착색액의 흡광도로부터 이산화질소를 정량한다.
    3
    시료중의 질소산화물 농도가 약 0.5 - 10 V/Vppm인 것의 분석에 적당하다.
    4
    할로겐 화합물이 존재하면 분석결과에 부의 오차가, 무기질산염, 아질산염은 정오차가 생기는 경향이 있다.
    해설

    시료중의 질소산화물 농도가 0.5~10ppm 수준인 것의 분석에 적당하다는 설명이 틀렸다.

    굴뚝 배출가스의 질소산화물은 보통 이보다 훨씬 높은 수십~수백 ppm 수준으로 배출되므로, 이 방법이 그처럼 낮은 농도 시료 전용이라는 설명은 실제 적용 범위와 맞지 않는다.

    나머지 설명은 옳다. 질소산화물을 황산과 과산화수소수의 산화흡수제로 흡수시켜 질산이온으로 만든 뒤 페놀디슬폰산과 반응시킨 착색액의 흡광도로 정량하며, 할로겐화합물은 부의 오차를, 무기질산염과 아질산염은 정의 오차를 준다는 점도 맞다.

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    73[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    배출허용기준이 서로 다른 두 배출시설의 배출가스가 하나의 굴뚝으로 합쳐져 배출되는 병합굴뚝에 굴뚝 배출가스 오염물질 연속자동측정기기를 설치하려고 한다. 대기오염공정시험기준상 측정기기 및 유량계의 설치 위치로 옳은 것은?
    1
    배출가스가 합쳐진 후의 지점에 측정기기 1대와 유량계 1대를 설치한다.
    2
    배출가스가 합쳐지기 전 각각의 지점에 측정기기 및 유량계를 설치한다.
    3
    배출허용기준이 더 엄격한 배출시설 쪽 한 지점에만 측정기기와 유량계를 설치한다.
    4
    배출량이 더 많은 배출시설 쪽 한 지점에 측정기기를 설치하고, 유량계는 합쳐진 후의 지점에 설치한다.
    해설

    병합굴뚝에서 배출허용기준이 서로 다른 경우에는 오염물질이 합쳐지기 전 각각의 지점에 측정기기 및 유량계를 설치하여야 한다. 합쳐진 뒤에는 어느 시설이 자기 배출허용기준을 지켰는지 판정할 수 없기 때문이다.

    반대로 배출허용기준이 같은 병합굴뚝은 합쳐진 후의 지점 또는 합쳐지기 전 지점에 설치할 수 있고, 하나의 배출가스가 여러 굴뚝으로 나뉘는 분산굴뚝은 나뉘기 전 굴뚝에 설치하거나 나뉜 각각의 굴뚝에 설치한다.

    불가피하게 외부공기가 유입되는 경우에는 희석되기 전 농도를 재도록 외부공기 유입 전에 측정기기를 설치한다.

    • 합쳐진 후 1대만 두거나 한쪽 시설에만 두는 방식은 시설별 배출허용기준 준수 여부를 확인할 수 없어 인정되지 않는다.
    • 유량계만 합쳐진 후에 두면 시설별 배출량(농도 × 유량)을 산정할 수 없다.

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    74[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 배출가스 내의 산소측정법 중 자동측정기에 의한 방법 설명 중 옳지 않은 것은?
    1
    자기식방법은 체적자화율이 큰 가스의 영향을 무시할 수 있는 경우에 적용할 수 있다.
    2
    자동측정기에 의한 방법은 자기식과 전기화학식으로 나눌수 있다.
    3
    전기화학식은 질코니아 방식과 전극방식으로 나눌수 있다.
    4
    자기식은 자기풍방식에는 담벨형과 압력검출형이 있다.
    해설

    담벨형과 압력검출형은 자기력방식에 속하므로, 자기풍방식의 종류라고 한 설명이 옳지 않다.

    자기식 산소분석계는 자기풍방식과 자기력방식으로 나뉘는데, 자기풍방식은 자기장에 끌린 산소가 가열되며 만드는 흐름을 이용하고 자기력방식은 자기장 속 시료에 작용하는 힘을 담벨이나 압력차로 검출한다.

    나머지 설명은 옳다. 자동측정기는 자기식과 전기화학식으로 나뉘고 전기화학식에는 질코니아방식과 전극방식이 있으며, 자기식은 체적자화율이 큰 방해가스의 영향을 무시할 수 있을 때 적용한다.

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    75[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    환경대기중 휘발성유기화합물의 시험방법으로 틀린 것은?
    1
    교체흡착열탈착법
    2
    고체흡착용매추출법
    3
    자동연속열탈착분석법
    4
    자동연속용매추출분석법
    해설

    환경대기 중 휘발성유기화합물 시험방법에 자동연속용매추출분석법은 규정되어 있지 않다.

    규정된 방법은 고체흡착관에 포집한 뒤 열탈착하거나 용매로 추출해 분석하는 방식과, 현장에서 연속적으로 열탈착해 분석하는 자동연속 방식이다.

    용매추출은 시료를 실험실에서 따로 처리해야 해 연속 자동화가 어렵기 때문에, 자동연속 방식과 결합된 형태로는 존재하지 않는다.

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    76[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 배출가스의 유속을 피토우관으로 측정하였을 때 측정조건이 다음과 같았다. 이 배출가스의 평균유속은? (단, 동압 : 1.5mmH2O, 피토우관계수 : 0.8584, 굴뚝 내의 습한 배출가스 밀도 : 0.9kg/m3, 기타 조건은 동일함)
    1
    약 2.9 m/s
    2
    약 3.2 m/s
    3
    약 4.5 m/s
    4
    약 4.9m/s
    해설

    배출가스의 평균유속은 약 4.9m/s이다.

    피토우관 유속식은 V=C2ghγV = C \sqrt{\dfrac{2 g h}{\gamma}} 이며, 여기서 동압 h는 mmH2O, 밀도는 kg/m³ 단위로 넣는다.

    값을 대입하면 V=0.8584×2×9.81×1.50.9=0.8584×5.72≈4.9 m/sV = 0.8584 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.81 \times 1.5}{0.9}} = 0.8584 \times 5.72 \approx 4.9\,\mathrm{m/s} 이다.

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    77[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    굴뚝 내 배출가스 유속을 피토우관으로 측정한 결과 그 동압이 35mmH2O였다면 굴뚝내의 배출유속(m/s)는? (단, 배출가스 온도는 225℃, 공기의 비중량은 1.3kg/Sm3, 피토관 계수는 0.98이다.)
    1
    28.5
    2
    30.4
    3
    32.6
    4
    35.8
    해설

    피토관 유속식 V=C2ghγV = C\sqrt{\dfrac{2gh}{\gamma}}에서 γ\gamma는 측정 온도에서의 배출가스 비중량이므로 먼저 온도 보정을 한다.

    γ=1.3×273273+225=0.713 kg/m3\gamma = 1.3 \times \dfrac{273}{273+225} = 0.713\,\mathrm{kg/m^3}을 대입하면
    V=0.98×2×9.81×350.713=30.4 m/sV = 0.98 \times \sqrt{\dfrac{2 \times 9.81 \times 35}{0.713}} = 30.4\,\mathrm{m/s}

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    78[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음은 흡광광도법에 관한 설명이다. 틀린 것은?
    1
    가시부의 광원으로는 주로 텅스텐 램프를 사용한다.
    2
    자외부의 광원으로는 주로 중수소 방전관을 사용한다
    3
    흡수셀의 유리제는 주로 자외부 파장범위를 측정할 때 사용한다.
    4
    흡광도의 눈금보정은 중크롬산 칼륨용액으로 한다.
    해설

    유리제 흡수셀은 가시부와 근적외부 측정에 쓰이므로, 자외부 파장범위에 사용한다는 설명이 틀렸다.

    유리는 자외선을 흡수해 버리기 때문에 자외부 측정에는 석영제 흡수셀을 써야 한다.

    나머지 설명은 옳다. 가시부 광원으로는 텅스텐 램프를, 자외부 광원으로는 중수소 방전관을 쓰고, 흡광도 눈금 보정에는 중크롬산칼륨 용액을 사용한다.

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    79[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    비분산 적외선 분석법에 적용되는 용어의 정의로 옳지 않은 것은?
    1
    정필터형: 측정성분이 흡수되는 적외선을 그 흡수파장에서 측정하는 방식
    2
    반복성: 동일한 분석계를 이용하여 다른 측정대상을 동일한 방법과 조건으로 비교적 장시간에 반복적으로 측정하는 경우에 측정치의 일치정도
    3
    비교가스: 시로셀에서 적외선 흡수를 측정하는 경우 대조가스로 사용하는 것으로 적외선을 흡수하지 않는 가스
    4
    비분산: 빛을 프리즘이나 회절격자와 같은 분산소자에 의해 분산하지 않는 것.
    해설

    반복성은 같은 시료를 짧은 시간 간격으로 연속 측정했을 때 측정치가 일치하는 정도이므로, 다른 측정대상을 장시간에 걸쳐 반복 측정한다는 정의는 옳지 않다.

    측정 대상이 달라지거나 시간 간격이 길어지면 시료 차이와 기기의 표류가 섞여 들어가, 단기 재현성을 나타내려는 반복성의 취지와 맞지 않기 때문이다.

    나머지 용어는 옳게 정의되어 있다. 비분산은 프리즘이나 회절격자로 빛을 분산시키지 않는 것이고, 비교가스는 적외선을 흡수하지 않는 대조용 가스이다.

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    80[대기환경기사 필기] 26년 1회차
    다음 중 원자흡수분광광도법에 사용되는 분석장치인 것은?
    1
    Stationary Liquid
    2
    Detector Oven
    3
    Nebulizer-Chamber
    4
    Electron Capture Detector
    해설

    원자흡수분광광도법의 시료 도입부는 시료용액을 미세한 안개로 바꾸어 불꽃에 보내는 분무기(nebulizer)와 챔버로 구성되므로, Nebulizer-Chamber가 이 법에 쓰이는 장치다.

    Stationary Liquid(고정상 액체), Detector Oven, Electron Capture Detector는 모두 기체크로마토그래피의 구성요소다.

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