[대기환경기사 필기] 25년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

정상적인 바람과 중립에 가까운 대기 안정도에서는 연기가 원뿔 모양으로 고르게 퍼지는 conning(원추형)이 가우시안 확산모델을 적용하기에 가장 이상적인 형태이다.
fanning, lofting, fumigation은 각각 강한 안정 또는 특수한 역전 조건에서 나타나는 형태로, 좌우·상하 확산이 균일하지 않아 가우시안 가정과 잘 맞지 않는다.

오염농도는 최대혼합고도(MMD)의 3제곱에 반비례한다.
$C_2=C_1\left(\dfrac{H_1}{H_2}\right)^3$에 대입하면
$C_2=3\times\left(\dfrac{400}{200}\right)^3=3\times8=24\,\mathrm{ppm}$
따라서 혼합고도가 절반으로 줄면 농도는 8배가 된다.

연소 과정에서 나오는 무색 기체이면서 물에 거의 녹지 않고, 헤모글로빈과의 결합력이 산소보다 수백 배 커 산소 운반을 방해하는 물질은 일산화질소(NO)다.
PAN과 알데히드는 광화학반응으로 생기는 2차 오염물질이고, 탄화수소(HC)는 헤모글로빈과 결합해 산소 운반을 막는 성질이 없다.

석면 중 공업적 생산·소비량의 대부분(약 95%)을 차지하는 것은 사문석 계열(백석면)이며, 이 계열은 오히려 굴절성(유연성)이 좋은 편이어서 설명이 반대로 되어 있다.
벤젠의 끓는점과 인화성, 석면의 원소 구성, 톨루엔의 끓는점과 휘발성·폭발성에 대한 설명은 실제 성질과 일치한다.

중립 대기조건의 최대 지표농도는 $C_{max}=\dfrac{2Q}{\pi e u H_e^{2}}\cdot\dfrac{K_z}{K_y}$ 로 구한다.
오염물질 배출량이 $Q=20\times1750\times10^{-6}=0.035\,\mathrm{m^3/s}$ 이므로 이를 대입하면
$C_{max}=\dfrac{2\times0.035}{\pi\times2.718\times30\times200^{2}}\times\dfrac{0.09}{0.07}=8.8\times10^{-9}$
부피비 $8.8\times10^{-9}$ 은 그대로 약 9ppb에 해당한다.

V/V ppm을 W/W ppm으로 환산하려면 분자의 분자량과 혼합기체의 평균 분자량 비를 이용한다. 염화수소 1 V/V ppm은 기체 부피 기준 100만 부피 중 1 부피를 의미하며, W/W ppm으로 변환할 때는 다음 공식을 적용한다: $\text{W/W ppm} = \text{V/V ppm} \times \dfrac{M_{\text{HCl}}}{M_{\text{air}}}$ 여기서 염화수소의 분자량 M_HCl = 36.5, 공기의 평균 분자량은 표준상태에서 밀도 1.293 kg/m³를 이용하여 $M_{\text{air}} = \dfrac{\rho \times RT}{P} = \dfrac{1.293 \times 8.314 \times 273.15}{101325} \approx 29$ 또는 직접 공기의 표준 평균 분자량 29 g/mol을 적용한다. 
따라서 $\text{W/W ppm} = 1 \times \dfrac{36.5}{29} = 1.259 \approx 1.26$으로 계산되며, 이는 약 1.26 ppm이다.

HF는 잎의 끝(선단)과 가장자리부터 백변ㆍ갈변 피해가 시작되고, 늙은 잎이 아니라 어린잎에 특히 민감하며, 기공이 열리는 낮의 피해가 밤보다 크다.
따라서 "잎 안쪽부분에 반점, 늙은 잎에 민감, 밤의 피해가 크다"는 서술은 세 가지 모두 실제와 반대다.
나머지 보기의 SO2 회백색 반점(엽육세포 피해), PAN의 유리화 은백색 광택(해면연조직 피해), NO2의 불규칙 흰색ㆍ갈색 변화는 옳은 설명이다.

지표면에서 위로 올라가는 순서는 대류권 → 성층권 → 중간권 → 열권이다.
대류권과 중간권은 고도가 높아질수록 기온이 낮아져 불안정하고, 성층권과 열권은 고도에 따라 기온이 올라가 안정한 층이다.

마찰이 작용하지 않는 자유대기에서 등압선이 곡선일 때 기압경도력, 전향력, 원심력이 평형을 이루어 부는 바람은 경도풍이다.
등압선이 직선인 경우에는 원심력이 없는 기압경도력과 전향력만의 평형인 지균풍이 되며, 곡률이 있는 경도풍과 구분된다.

통풍력을 1.5배로 늘리기 위해 필요한 배출가스 온도는 약 230℃이다.
통풍력은 굴뚝 높이가 일정할 때 대기와 배출가스의 절대온도 역수 차, 즉 (1/T대기-1/T가스)에 비례한다.
대기 300K, 배출가스 410K에서 이 차이를 구하고 1.5배로 늘어난 값을 만족하는 가스온도를 역산하면 약 502K, 즉 약 230℃가 된다.

PSI의 오염도 구분은 5단계이므로, 0단계부터 5단계까지 6단계로 나타낸다는 설명이 틀렸다.
PSI는 0에서 500까지의 지수값을 양호ㆍ보통ㆍ나쁨ㆍ매우 나쁨ㆍ위험의 다섯 등급으로 나누며, 예를 들어 지수 150은 나쁨(unhealthful) 구간에 해당한다.
대상 항목은 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 총부유분진, 오존과 먼지ㆍ아황산가스 혼합물의 6개 부지표이다.
부지표별 지수 중 최대값이 그 지점의 PSI가 되고, 그 값을 준 물질을 주요오염물질로 삼는다.
계산이 간단해 대중이 이해하기 쉽고 일별ㆍ시간별 변화를 나타내기 쉽다.

Down wash는 배출가스의 토출속도가 풍속보다 작을 때 연기가 굴뚝 뒤쪽 와류에 말려 내려가는 현상으로, 굴뚝 밑부분의 오염물질 농도가 높아진다.
토출속도를 풍속의 2배 이상으로 키우면 방지할 수 있다. 굴뚝이 건물보다 낮아 건물 후류에 말려드는 현상은 down draught로 따로 구분한다.

온실가스가 늘어나면 대류권에서 적외선 흡수량이 많아져 온실효과가 커진다는 설명이 가장 타당하다.
실제 온실의 보온 작용은 유리에 의한 대류 차단이 주된 원리로, 대기 중 적외선 흡수에 의한 온실효과와는 메커니즘이 다르다.
온실효과 기여도가 가장 큰 성분은 일산화탄소가 아니며, 가스차단기·소화기에 쓰이는 물질이 CH4 다음으로 기여도가 크다는 설명도 실제와 다르다.

안개는 대기 중 수분이 응결되어 만들어진 미세한 물방울(액체)로 이루어진 현상으로, 분산질을 기체로 설명하는 것은 옳지 않다.
시정거리가 1km 미만으로 짧아지는 점, 습도가 100%에 가까운 조건에서 발생하는 점, 오염물질과 결합해 산성안개가 될 수 있는 점은 안개의 실제 특징과 일치한다.

전향력은 북반구에서 움직이는 물체의 진행방향을 기준으로 오른쪽 90° 방향으로 작용하므로, 왼쪽으로 작용한다는 설명은 옳지 않다.
전향력이 지구 자전에 의해 생기는 힘이라는 점, 위도·자전각속도·풍속의 함수로 표현된다는 점은 실제와 일치한다.

가시거리와 먼지농도의 관계식 $L_v=\dfrac{5.2\,\rho\,r}{K\,C}$를 농도 C에 대해 정리해 푼다.
$\rho=1700\,\mathrm{mg/cm^3}=1.7\,\mathrm{g/cm^3}$, $K=4.5$, $L_v=959\,\mathrm{m}$이고 직경 0.4μm의 반경은 0.2μm이므로
$C=\dfrac{5.2\times1.7\times0.2}{4.5\times959}=4.1\times10^{-4}\,\mathrm{g/m^3}$
따라서 약 0.41mg/m3이다. 직경을 그대로 넣으면 값이 2배가 되므로 주의한다.

질소·산소를 제외한 지표 부근 건조공기의 부피비는 아르곤(약 0.93%) > 이산화탄소(약 0.04%) > 네온(약 18ppm) > 헬륨(약 5ppm) 순이다.
메탄(약 1.8ppm)과 수소(약 0.5ppm)는 네온·헬륨보다도 적으므로 앞자리에 올 수 없다.

포화탄화수소는 단일결합으로만 이루어져 있어 반응성이 낮은 편이므로, 이중·삼중결합을 가져 반응성이 높다는 설명은 옳지 않다.
이중·삼중결합을 가져 반응성이 높은 쪽은 불포화탄화수소이며, 탄화수소가 기체·액체·고체로 존재한다는 점과 인위적 발생량이 전체의 1% 수준이라는 점은 일반적으로 알려진 내용과 일치한다.

10년 동안 A지역에 피해를 준 SO2 양은 약 4,500톤이다.
매연 500m³/min 중 SO2는 0.2%이므로 1m³/min이며, 이 중 30%인 0.3m³/min이 A지역으로 흘러간다.
10년간 부피를 구해 몰수와 분자량 64를 이용해 질량으로 환산하면 0.3×60×24×365×10÷22.4×64 ≈ 약 4,500톤이 된다.

런던스모그 사건은 주로 석탄 연소에 따른 아황산가스·매연이 방사(복사)성 역전과 겹쳐 발생한 것으로, 자동차 배출가스 중 질소산화물과 반응성 탄화수소가 원인이라는 설명은 로스앤젤레스 스모그 사건에 해당하는 내용이어서 옳지 않다.
로스앤젤레스 스모그가 광화학반응에 의한 침강성 역전과 관련된다는 점, 침강역전과 복사역전의 발생 원리에 대한 나머지 설명은 실제 내용과 일치한다.

황화수소 1Sm³의 이론연소공기량은 약 7.14 Sm³이다.
2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O 반응에서 H2S 1mol에 필요한 산소는 1.5mol이므로, 이론공기량은 1.5/0.21로 구한다.
따라서 1.5/0.21 ≈ 7.14 Sm³이 된다.

촉매연소법은 촉매 표면에서 비교적 낮은 온도로 산화시키는 방법이라 저농도 VOC 처리에 적합하다. 고농도이거나 열용량이 큰 가스는 반응열로 촉매층 온도가 급등해 촉매가 소결·열화되므로 오히려 적용이 어렵다.
나머지는 맞다. 팔라듐·백금·코발트 등이 촉매로 쓰이고, 구리·아연·카드뮴 등은 촉매독으로 수명을 단축시킨다.

이론적으로 필요한 CaCO3는 약 594 kg/h이다.
중유 10 t/h 중 황은 $10{,}000\times0.02=200\ \mathrm{kg/h}$ 이고, $\mathrm{S}\rightarrow\mathrm{SO_2}\rightarrow\mathrm{CaCO_3}$ 가 모두 1:1 몰비이므로
$\dfrac{200}{32}\times0.95\times100=594\ \mathrm{kg/h}$
여기서 32는 황의 원자량, 100은 CaCO3의 분자량, 0.95는 탈황율이다.

수증기를 완전가스로 볼 때 표준상태에서의 비체적은 약 1.24 m³/kg이다.
표준상태의 몰부피 22.4L/mol을 물의 분자량 18로 나누면 22.4/18≈1.24 m³/kg이 된다.

주어진 조건에서 이 반응의 활성화에너지는 약 4.6 Kcal/mole이다.
Arrhenius식에서 ln(k$_2$/k$_1$) = (E$_a$/R)(1/T$_1$-1/T$_2$) 관계를 이용한다.
27℃(300K), 77℃(350K)에서 반응상수가 3배가 되었으므로 ln3와 두 온도의 역수차를 대입해 풀면 활성화에너지는 약 4.6 Kcal/mole로 계산된다.

1 centi-poise(cp)는 0.001 kg/(m·sec)에 해당한다.
1 poise는 1 g/(cm·s)이며 이를 kg·m 단위로 환산하면 0.1 kg/(m·s)이 되므로, 그 100분의 1인 1cp는 0.001 kg/(m·s)가 된다.

주어진 연소가스 중량분석치로부터 구한 공기비(m)는 1.4이다.
연료 중 질소를 무시하고 CO가 없는 완전연소 조건에서는 공기비를 산소 농도로부터 m=21/(21-O$_2$%)로 구할 수 있다.
O$_2$ 6%를 대입하면 m=21/(21-6)=21/15=1.4가 된다.

건조가스에 대한 수증기의 용량비는 약 24.8%이다.
건조가스 1Sm³당 수분 200g을 표준상태 몰부피로 환산하면 200/18×22.4/1000≈0.249 Sm³의 수증기 부피가 된다.
이를 건조가스 1Sm³에 대한 비율로 나타내면 약 24.8%가 된다.

주어진 연소 배출가스 분석결과로부터 구한 실제 연소용 공기량은 약 1,410 Sm³/h이다.
C 85%, H 15% 액체연료의 이론공기량은 (22.4/0.21)(0.85/12+0.15/4)≈11.56 Sm³/kg이다.
배출가스 분석값으로 공기비를 구하면 m=N2/(N2-3.76O2)=84/(84-3.76×4)≈1.22이므로, 연료 100kg/h 기준 실제 공기량은 11.56×1.22×100≈1,410 Sm³/h가 된다.

보일러 열효율은 유효하게 흡수된 열량을 공급 열량으로 나눈 값이다.
공급 열량이 $9000\times80=720{,}000\,\mathrm{kcal/h}$ 이므로
$\eta=\dfrac{600{,}000}{720{,}000}\times100=83.3\%$

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.

액화천연가스(LNG)의 주성분은 메탄(CH4)으로 통상 90% 내외를 차지한다.
에탄ㆍ프로판ㆍ부탄은 소량만 섞여 있으며, 프로판ㆍ부탄이 주성분인 것은 액화석유가스(LPG)다.

기체연료는 연소율을 넓은 범위에서 조절할 수 있는 가연범위(turn-down ratio)가 넓다는 점이 가장 적합한 설명이다.
기체연료는 수분 제거 장치가 따로 필요하지 않고, 부피가 커서 저장·수송이 오히려 어려우며, 회분과 유해물질 배출이 고체·액체연료보다 적은 편이어서 나머지 설명은 맞지 않는다.

반응물이 처음 농도의 1/10로 줄어드는 데 걸리는 시간은 약 33.2분이다.
1차 반응의 속도상수는 반감기로부터 k=ln2/10≈0.0693/min로 구해진다.
농도가 1/10이 되는 시간은 t=ln10/k≈2.303/0.0693≈33.2분이 된다.

기체연료의 이론공기량은 완전연소에 필요한 산소량을 구한 뒤 이를 공기 중 산소 비율 0.21로 나누어 얻으므로, 1/0.21{0.5H2+0.5CO+(x+y/4)CxHy-O2} 형태의 식이 옳다.
연료 중에 이미 포함된 O2는 필요한 산소량에서 빼 주어야 하며, 산소량에 0.21을 곱하는 것이 아니라 나누어야 공기량이 얻어진다.

반응속도상수의 온도 의존성을 나타내는 아레니우스 식은 좁은 온도범위에서만 잘 맞는다. 활성화에너지가 주요 인자인 것은 맞지만 넓은 온도범위에 유효하다는 뒷부분이 틀렸다.
나머지는 옳다. 1차 반응의 속도상수 단위는 s-1이고, 농도를 아무리 올려도 속도가 변하지 않는 반응이 0차 반응이며, 속도상수는 온도의 함수다.

미분탄 연소는 대형 보일러와 같은 대용량 설비에 적합한 방식으로, 고효율이 필요한 소규모 연소장치에는 적합하지 않다.
연료를 미세하게 분쇄해 접촉 표면적을 넓혀 적은 공기비로도 연소가 가능하고, 저질탄도 유효하게 사용할 수 있다는 점은 미분탄 연소의 실제 특징과 일치한다.

폭굉유도거리가 짧아지려면 정상연소속도가 큰 가스일수록 유리하므로, 정상연소속도가 작은 단일가스라는 조건은 폭굉유도거리를 짧게 만드는 요건과 거리가 멀다.
관 내경이 작거나 방해물이 있는 경우, 압력이 높은 경우, 점화원의 에너지가 강한 경우는 모두 폭굉유도거리를 짧게 만드는 실제 요건이다.

중유 100kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 1,019 Sm³이다.
원소조성 C 85%, H 10%, S 2%, O 3%에서 이론공기량 공식 A$_o$=(22.4/0.21)(C/12+H/4+S/32-O/32)를 적용한다.
1kg당 값을 구하면 약 10.19 Sm³이며, 100kg 기준으로는 약 1,019 Sm³가 된다.

부탄(Butane)을 과잉공기 20%로 완전연소시켰을 때 생성되는 습배출가스 중 CO2 농도는 약 10.1%이다.
C4H10 + 6.5O2 → 4CO2 + 5H2O 반응에서 이론공기량은 6.5/0.21≈30.95 Sm³이다.
과잉공기 20%를 적용해 질소·과잉산소·연소생성물을 모두 더한 습가스량 중 CO2(4)의 비율을 구하면 약 10.1%가 된다.

실내 CO2 농도가 5%에 이르도록 태워야 하는 숯의 최소량은 약 20kg이다.
600m³ 방에서 CO2 5%에 해당하는 부피는 30m³이며, 이를 탄소량으로 환산하면 30÷22.4×12≈16.1kg의 탄소가 필요하다.
숯의 탄소 함량이 80%이므로 필요한 숯의 양은 16.1÷0.8≈약 20kg이 된다.

황화수소는 촉매연소법으로 처리할 수 있는 대표적인 악취물질이다. 처리가 불가능하다고 한 서술이 잘못됐다.
나머지는 맞는 설명으로, 촉매연소는 300~400 ℃의 비교적 낮은 온도에서 산화분해시키고, 납·비소·수은 등은 촉매를 피독시켜 바람직하지 않다.

사이클론은 가스를 선회시켜 원심력으로 먼지를 떼어내는 장치이므로, 선회 자체가 압력손실을 만드는 원인이다. 압력손실이 줄어드는 요인이 아니다.
반대로 호퍼로 외기가 새 들어오거나, 접합부 불량으로 함진가스가 새어 나가거나, 내통이 뚫려 가스가 우회하면 정상 선회류가 깨져 압력손실이 낮게 나타난다(대신 집진효율도 떨어진다).

충전물은 기액 접촉면적을 최대한 넓혀야 하므로 단위부피당 표면적이 크고 공극률이 큰 것이 좋다. 단면적이 작은 것이 바람직하다는 설명은 틀렸다.
나머지는 옳은 요건으로, 가스와 액이 탑 전체에 균일하게 분포해야 하고, 하단 충전물이 상부 하중을 견딜 내강성과 함께 충분한 기계적 강도·내식성이 요구된다.

불화수소 흡수율을 90%에서 99.9%로 높이려면 충전층의 높이를 처음의 3배로 늘려야 한다.
평형분압이 0인 조건에서 충전층 높이는 미흡수율의 자연로그 값에 비례하므로, 90%에서는 ln(1/0.1)=ln10, 99.9%에서는 ln(1/0.001)=ln1000이 된다.
두 값의 비를 구하면 ln1000/ln10=3이 되어, 충전층을 3배 높여야 한다.

최적 액적직경은 분진 입경의 약 150배 수준이므로, 10~15배라는 설명이 가장 거리가 멀다.
벤츄리스크러버는 목(throat)에서 가스를 60~90 m/s로 가속시켜 세정액을 잘게 부수고 관성충돌로 먼지를 포집하는 장치로, 액기비는 보통 0.3~1.5 L/m3, 압력손실은 300~800 mmH2O 정도이다.
액적이 지나치게 작으면 가스와 함께 흘러 상대속도가 사라지고 지나치게 크면 단위질량당 포집 표면적이 줄어들기 때문에, 먼지 입경보다 훨씬 큰 최적 액적 크기가 존재한다.

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.

순환수의 pH는 약 2.0이 된다.
불화수소 250ppm이 포함된 배출가스를 10시간 처리하면 총 가스량 10,000Sm³ 중 불화수소 부피는 2.5Sm³이며, 이를 몰수로 환산하면 약 111.6mol이 된다.
90%가 전리된다고 하면 수소이온은 약 100.4mol이며, 이를 10m³(10,000L)의 물에 녹인 농도는 약 0.01mol/L이므로 pH는 약 2.0이 된다.

45kg의 수산화나트륨으로 제거할 수 있는 염소가스의 최대량은 약 40kg이다.
Cl2+2NaOH → NaCl+NaOCl+H2O 반응에서 NaOH 2mol(80g)당 Cl2 1mol(71g)이 반응한다.
NaOH 45kg을 몰수로 바꿔 절반을 취하고 염소 분자량 71을 곱하면 제거 가능한 염소량은 약 39.9kg, 즉 약 40kg이 된다.

염화수소를 완전히 제거하는 데 필요한 수산화칼슘량은 약 20.7 kg/hr이다.
배출가스 2,500m³/hr 중 HCl 0.5%는 12.5Sm³/hr이며, 2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O 반응에서 HCl 2mol당 Ca(OH)2 1mol이 필요하다.
HCl의 몰수를 구해 절반을 취하고 Ca(OH)2의 분자량 74를 곱하면 필요량은 약 20.7kg/hr이 된다.

전기집진장치의 장ㆍ단점으로 꼽히지 않는 것은 부식성ㆍ부착성 가스의 영향이 크다는 설명이다.
전기집진장치는 하전된 입자를 전기력으로 끌어당겨 포집하므로 가스가 지나는 통로가 넓어 압력손실이 10~20 mmH2O 정도로 낮고, 그만큼 소요동력과 유지관리비가 적게 든다.
집진극에 먼지층이 쌓이면 효율이 서서히 떨어지다가 추타로 먼지를 털어내면 회복되는 특성도 이 장치의 알려진 성질이다.

먼지의 입도분포(누적분포)를 나타내는 대표적인 식은 Rosin-Rammler 분포식이다.
이 식은 집진장치 설계 시 입자의 누적 통과율을 입경의 함수로 나타내는 데 널리 사용된다.

전처리설비 이후 주 처리장치가 갖추어야 할 효율은 약 92.9%이다.
전체 집진효율 95%를 만족하려면 통과율은 0.05가 되어야 하는데, 전처리설비 30% 효율의 통과율은 0.7이다.
주 처리장치의 통과율은 0.05/0.7≈0.0714가 되어야 하므로, 효율은 1-0.0714≈92.9%가 된다.

분리계수는 $S=\dfrac{v^2}{R\,g}$로 정의되므로 회전반경 R이 클수록 분리계수는 작아진다. 사이클론 원추 하부를 좁게 만드는 이유가 바로 이것이다.
나머지는 맞다. 분리계수는 원심력과 중력의 비여서 중력가속도에 반비례하고, 원심력이 클수록 커지면서 집진율도 올라간다.

미세입자의 마찰저항력은 레이놀즈수가 커진다고 해서 단순히 증가하는 것이 아니라, 항력계수가 레이놀즈수 증가에 따라 감소하는 경향이 있어 이 설명은 거리가 멀다.
항력계수가 커질수록, 입자의 투영면적이 커질수록, 상대속도의 제곱에 비례해서 마찰저항력이 커진다는 나머지 설명은 일반적인 항력 이론과 일치한다.

주어진 조건에서 입경 10㎛ 분진의 침강효율은 약 40%이다.
스토크스 침강속도 $V_g=\dfrac{d_p^2(\rho_p-\rho_g)g}{18\mu}$에 대입하면 약 3.25×10-3m/s가 된다.
침강효율은 침강속도에 침강면적(폭×길이)을 곱해 가스유량으로 나눈 값이므로, (3.25×10-3×5×10)/0.4≈0.41, 즉 약 40%가 된다.

유입속도를 2배, 입구폭을 4배로 늘리면 Lapple의 절단입경($d_{p50}$)은 처음의 √2배가 된다.
Lapple 식에서 절단입경은 입구폭의 제곱근에 비례하고 유입속도의 제곱근에 반비례하여 √(W/V)에 비례한다.
입구폭이 4배, 유입속도가 2배가 되므로 √(4/2)=√2가 되어, 절단입경은 처음의 √2배로 커진다.

흡입관이 없어 흡입구 전압·정압·동압이 모두 0인 조건에서는 송풍기 전압이 곧 송출구 전압과 같아지므로, 송풍기 정압은 송출구에서의 정압(Ps2)과 같다.
송풍기 정압은 전압에서 동압을 뺀 값으로 정의되는데, 이 조건에서는 Pt=Pt2이므로 Ps=Pt2-Pd2=Ps2가 성립한다.

습식 전기집진장치는 집진극을 물로 씻어 내려 먼지층이 쌓이지 않으므로, 고저항 먼지가 극판에 두껍게 붙어 생기는 역전리 현상이 오히려 잘 일어나지 않는다.
나머지는 옳다. 집진면이 늘 깨끗해 높은 전계강도를 유지할 수 있고 그래서 건식보다 처리가스 속도를 약 2배까지 올릴 수 있으며, 물이 먼지를 붙잡아 재비산도 막아 준다.

수세법은 알데히드류·저급유기산류·페놀 등 친수성 성분 위주로만 효과가 있어 탈취효율이 우수하다고 보기는 어려우며, 별도의 수처리시설도 필요하다.
수온 변화에 따라 효과가 달라지고 압력손실이 크다는 점, 분뇨처리장·계란건조장·주물공장 등의 악취 제거에 적용된다는 점은 수세법의 실제 특징과 일치한다.

표준산소농도 기준을 적용받는 항목의 배출가스량 보정식은 Q = Qa ÷ [(21-Os)/(21-Oa)], 즉 Q = Qa × (21-Oa)/(21-Os) 형태가 되어야 한다.
실측 산소농도가 표준산소농도보다 높아 공기가 많이 섞인 경우 보정된 배출가스량이 실측값보다 작아지는 방향으로 계산되어야 하며, 이 식이 그 관계를 만족한다.

이 조건에서 배기가스 중 수증기의 부피백분율은 약 7.9%이다.
U자관에 흡수된 수분 0.1256g을 몰수로 바꾸면 약 0.00698mol이며, 이를 25℃, 대기압 조건의 부피로 환산하면 약 0.171L가 된다.
흡인가스량 2L에 이 수증기 부피를 더한 전체 부피에 대한 비율을 구하면 0.171/(2+0.171)≈7.9%가 된다.

이온크로마토그래피의 검출기로는 주로 전기전도도검출기가 사용되며, 수소염이온화검출기(FID)는 가스크로마토그래피에서 탄화수소류를 검출할 때 쓰이는 것이어서 이온크로마토그래피의 주검출기로 보기 어렵다.
용리액조·송액펌프·분리관·써프렛서·기록계로 구성된다는 점, 강수·먼지·하천수 중 이온성분 분석에 쓰인다는 점, 용리액조가 밀폐 구조라는 점은 실제 장치 특징과 일치한다.

VOCs 중 오존생성 전구물질과 유해대기오염물질 농도 측정에는 주로 가스크로마토그래프법이 사용되며, 형광분광광도법을 주시험법으로 한다는 설명은 옳지 않다.
흡착관의 재질과 충진량, 저용량 펌프의 사용, 흡착관을 고온에서 헬륨으로 안정화시키는 절차에 대한 나머지 설명은 실제 시험방법과 일치한다.

유리는 자외선을 흡수해 버리므로 유리제 흡수셀은 가시부와 근적외부에만 쓸 수 있다.
나머지 재질의 사용 범위는 다음과 같다.
석영제는 자외부에 사용한다.
플라스틱제는 근적외부에 사용한다.

링겔만 매연 농도표로 측정할 때는 굴뚝 배출구에서 30~45 cm 떨어진 곳의 매연 농도를 관측자의 눈높이와 수직이 되게 농도표와 비교해 읽는다.
이때 농도표는 관측자 앞 16 m에 두고, 굴뚝에서 200 m 이내의 적당한 위치에서 태양광선을 측면으로 받으며 관측한다.

원자흡수분광광도법은 시료를 해리·증기화해 만든 기저상태의 원자증기가 그 원소의 특유 파장 빛을 흡수하는 정도를 측정해 농도를 정량하는 방법이다.
운반가스로 관 내에 전개해 성분을 분리하는 것은 기체크로마토그래피다.
선택성 검출기로 적외선 흡수량 변화를 재는 것은 비분산적외선분광분석법이다.
발광부와 수광부 사이 광경로의 가스를 실시간 분석하는 것은 흡광차분광법이다.

가스미터는 100 mmH2O 이내에서 사용하도록 규정되어 있으므로, 250 mmH2O 이내에서 사용한다는 설명이 옳지 않다.
굴뚝 배출 시료채취방법의 주의사항은 습식 가스미터를 이동ㆍ운반하거나 오랫동안 쓰지 않을 때 반드시 물을 빼도록 하고, 시료가스의 양을 재는 채취병은 0 ℃ 때의 참부피를 미리 구해 두도록 정하고 있다.
또한 채취부 조작을 쉽게 하기 위해 흡수병ㆍ마노미터ㆍ흡입펌프ㆍ가스미터를 가까운 곳에 놓고, 습식 가스미터는 수평을 정확히 맞출 수 있는 자리에 둔다.

기체-액체 분리관은 응축수를 아래로 흘려보내야 하므로 냉각도관과 응축수트랩 사이, 즉 도관에서 낮은 위치에 설치한다. 가장 높은 부분에 부착한다는 서술이 틀렸다(대기오염공정시험기준 ES 01902 굴뚝연속자동측정기기 설치방법).
나머지는 맞다. 도관은 짧을수록 좋고, 냉각도관은 응축수가 잘 흘러내리도록 될 수 있는 한 수직으로 연결하며, 응축수트랩 대신 기체-액체 분리관 아래쪽에 드레인 펌프를 써도 된다.

분리계수는 두 머무름시간의 비 $d=\dfrac{t_{R2}}{t_{R1}}$, 분리도는 $R=\dfrac{2(t_{R2}-t_{R1})}{W_1+W_2}$ 로 구한다.
그림에서 $t_{R1}$, $t_{R2}$ 는 시료 도입점부터 각 피크 꼭짓점까지의 머무름시간이고, $W_1$, $W_2$ 는 각 피크의 좌우 변곡점에서 그은 접선이 기선과 만나는 두 점 사이의 너비, 즉 피크폭이다.
분리계수는 두 성분이 컬럼에서 얼마나 다르게 지연되는지를 보는 값이라 머무름시간의 비로 정의된다. 반면 분리도는 두 피크가 실제로 떨어져 보이는 정도이므로 머무름시간의 차를 평균 피크폭으로 나눈 값, 곧 차의 2배를 두 피크폭의 합으로 나눈 값이 된다.
나머지 식은 이 정의에 맞지 않는다.
머무름시간 차를 피크폭의 합으로 나눈 값을 분리계수로, 머무름시간의 비를 분리도로 둔 식은 두 정의를 서로 맞바꾼 것이다.
분리도의 분자에 머무름시간의 차 대신 합을 쓴 식은 두 피크가 떨어진 정도를 전혀 반영하지 못한다.
머무름시간 차를 2로 나눈 값을 분리계수로 두고 그 100배를 분리도로 삼은 식은 피크폭을 쓰지 않아 피크가 넓게 퍼져 겹치는 경우를 구분할 수 없다.

섬유에 입자가 붙어 있는 경우 입자의 폭이 3㎛를 넘으면 0개로 판정한다. 계수 대상에서 빼는 것이므로 "1개"는 틀렸다.
구부러진 섬유는 곡선을 따라 전체 길이를 재고, 다발을 이뤄 정확한 수를 셀 수 없으면 0개, 그래티큘 시야 경계에 한쪽 끝만 걸친 섬유는 1/2개로 인정한다.

대기오염공정시험기준(ES 01206 흡광차분광법)은 한 파장에서 흡수율만 재는 일반 흡광광도법을 미분적(일시적), 일정 파장 간격의 연속 흡수스펙트럼 곡선으로 농도를 구하는 흡광차분광법을 적분적(연속적)이라고 규정한다. 보기는 이 둘이 뒤바뀌었다.
나머지는 규정 그대로다. 광원은 180~2850 nm 파장의 제논램프이고, 분석장치는 분석기와 광원부로 나뉘며 광원부는 발·수광부와 광케이블로, 분석기 내부는 분광기·샘플채취부·검지부·분석부·통신부 등으로 구성된다.

배출가스 온도가 500~1000℃로 높은 경우에는 내열성이 뛰어난 석영 섬유제 원통여과지를 사용하는 것이 가장 적합하다.
유리 섬유제나 셀룰로스·고무 섬유제 여과지는 이 정도의 고온에서 견디기 어려워 적합하지 않다.

금속 필라멘트나 전기저항체를 검출소자로 삼아 운반기체와 시료기체의 열전도도 차이를 전기신호로 읽는 검출기가 열전도도 검출기(TCD)다.
안정된 직류전원과 전류조절부, 신호검출 전기회로, 신호감쇄부로 구성된다는 설명도 TCD의 구성 그대로다.

공정시험방법상 기체 중 농도를 mg/m³로 표시할 때의 m³는 특별한 언급이 없는 한 표준상태(0℃, 1기압)의 온도·압력에서의 기체 부피를 의미한다.
이는 측정 시점의 온도·압력 조건에 따라 값이 달라지지 않도록 동일한 기준으로 환산해 비교하기 위한 관례이다.

위상차현미경 계수에서 후광이나 차광이 생기면 섬유의 윤곽 판별이 어려워져 계수값이 달라지므로, 측정에 영향을 미치지 않는다는 서술이 틀렸다.
나머지는 규정대로다. 농도는 20℃·1기압 기체 1mL당 섬유 개수(개/mL)로 표시하고, 셀룰로오스 에스테르를 원료로 한 멤브레인 필터에 강제 흡인으로 포집한 뒤 위상차현미경으로 계수한다.

써프렛서는 용리액의 전해질을 물이나 저전도도 용매로 바꿔 배경 전기전도도를 낮추는 장치다. 즉 낮추는 대상은 용리액이고, 그 결과 목적성분의 전기전도도가 상대적으로 부각되어 고감도 검출이 가능해진다.
나머지는 옳다. 분리관을 지난 뒤 검출기 앞에 놓이며, 관형 써프렛서의 충전물로는 스티롤계 강산형·강염기형 이온교환수지를 쓴다.

방울수는 일반적으로 상온 조건에서 정제수 20방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1mL가 되는 것을 뜻하며, 특정한 저온(4℃) 조건을 전제로 한 정의가 아니어서 이 설명은 옳지 않다.
액의 농도 (1→2) 표시, 황산(1:2) 표시, 표준품에 특급시약을 사용한다는 규정은 화학분석 일반사항과 일치한다.

아황산가스 12.8g을 포함하는 2L 용액의 몰농도는 0.1M이다.
SO2의 분자량 64를 이용하면 12.8g은 0.2mol에 해당하며, 이를 부피 2L로 나누면 몰농도는 0.1M이 된다.

단면적이 13~15 m2인 원형굴뚝은 반경 구분수가 4, 측정점 수가 16이다.
먼저 단면적을 굴뚝직경으로 환산하면 $2R=\sqrt{\dfrac{4A}{\pi}}$ 이므로, 13 m2는 약 4.07 m, 15 m2는 약 4.37 m가 된다.
따라서 원형단면 측정점 표의 직경 4 m 초과 4.5 m 이하 구간에 들어가 반경 구분수 4, 측정점 수 16이 적용된다. 측정점 수는 굴뚝직경이 4.5 m를 넘는 경우에도 20점까지로 한다.

「기업활동 규제완화에 관한 특별조치법」 제37조에 따라 환경기술인을 공동으로 임명한 경우, 그 환경기술인은 해당 사업장에 번갈아 근무하여야 한다. 번갈아 근무해서는 안 된다는 서술이 틀렸다(대기환경보전법 시행규칙 제54조제1항제6호).
나머지는 모두 같은 조에 규정된 준수사항이다. 운영기록을 사실에 기초해 작성하고, 배출허용기준에 맞게 시설을 정상가동하며, 자가측정에 사용한 여과지는 시료채취기록지와 함께 날짜별로 보관·관리해야 한다.

환경정책기본법 시행령 별표 1(환경기준)의 아황산가스(SO2) 기준은 연간 평균 0.02 ppm, 24시간 평균 0.05 ppm, 1시간 평균 0.15 ppm 이하다.
평균시간이 짧아질수록 허용치가 커지는 구조이므로, 세 값이 0.02 < 0.05 < 0.15 순으로 커지는 조합만 답이 될 수 있다.

제시된 연료 가운데 고체연료 환산계수가 가장 큰 것은 톨루엔(2.06)이다.
환산계수는 무연탄 1 kg의 발열량 4 600 kcal를 1.00으로 놓고 연료별 발열량을 나누어 정한 값으로, 유연탄 1.34, 에탄올 1.44, 석탄타르 1.88, 톨루엔 2.06이 규정되어 있다.
배출시설 규모 판정 등에 쓰는 연료사용량은 연료별 사용량에 이 환산계수를 곱해 산정하며, 표에 없는 연료는 발열량을 무연탄 발열량으로 나누어 구한다.

청정연료를 사용해야 하는 대상시설은 지역냉난방용 열병합발전시설, 일정 규모 이상의 중앙난방 공동주택, 일정 증발량 이상의 업무용보일러 등으로 구체적인 조건이 붙어 있으며, 조건 없이 산업용 열병합 발전시설 전체를 대상시설로 규정하지는 않는다.
집단에너지사업의 지역냉난방용 열병합발전시설처럼 별도 조건을 갖춘 경우에 한해 대상시설에 포함되는 것과 대비된다.

휘발유·알콜·가스를 사용하는 자동차의 제작차 배출허용기준 대상 오염물질에는 일산화탄소, 탄화수소, 알데히드 등이 포함되지만, 매연은 주로 경유(디젤) 자동차의 규제 대상이어서 여기에 해당하지 않는다.
매연은 불완전연소로 생기는 그을음 성분으로 디젤엔진에서 주로 문제가 되는 오염물질이다.

옳은 것은 5종사업장은 연간 대기오염물질발생량 합계가 2톤 미만이라는 설명이다.
사업장은 연간 대기오염물질발생량의 합계로 1종(80톤 이상)·2종(20톤 이상 80톤 미만)·3종(10톤 이상 20톤 미만)·4종(2톤 이상 10톤 미만)·5종(2톤 미만)으로 나눈다.
나머지는 기준 수치나 산정 방법이 틀렸다.
3종사업장은 연간 10톤 이상 20톤 미만이며, 20톤 이상 80톤 미만은 2종사업장이다.
1종사업장은 연간 80톤 이상이다.
대기오염물질발생량은 방지시설을 통과하기 전의 먼지·황산화물·질소산화물 발생량을 기후에너지환경부령으로 정하는 방법에 따라 산정한 양이다.

「실내공기질 관리법 시행규칙」 [별표 4의2] 신축 공동주택의 실내공기질 권고기준에서 에틸벤젠은 360 μg/m³ 이하다.
같은 표의 다른 항목은 폼알데하이드 210, 벤젠 30, 톨루엔 1,000, 자일렌 700, 스티렌 300 μg/m³ 이하와 라돈 148 Bq/m³ 이하이므로, 210·700 같은 다른 항목의 값과 헷갈리지 않아야 한다.

실내공기질 관리법 시행령 제2조 제1항에서 실내주차장은 연면적 2천제곱미터 이상(기계식 주차장 제외)이면 적용대상이므로, 연면적 2천제곱미터인 실내주차장이 이에 해당한다.
같은 조에서 도서관은 연면적 3천제곱미터 이상, 의료기관은 연면적 2천제곱미터 이상이거나 병상 수 100개 이상, 노인요양시설은 연면적 1천제곱미터 이상일 때 적용대상이 된다.
연면적 2천제곱미터인 도서관은 기준 3천제곱미터에 미달한다.
병상 수 80개·연면적 1천제곱미터인 의료기관은 두 기준 모두에 미달한다.
연면적 800제곱미터인 노인요양시설은 기준 1천제곱미터에 미달한다.

대기환경보전법 시행령 별표 5에서 일일유량 산정에 쓰는 측정유량의 단위는 시간당 세제곱미터(㎥/h)이며, m³/일이 아니다. 일일유량은 측정유량에 일일조업시간을 곱해 구한다.
나머지는 규정대로다. 일일조업시간은 측정 전 최근 조업한 30일의 조업시간 평균치, 먼지 외 오염물질의 배출농도 단위는 ppm(먼지는 mg/S㎥), 특정대기유해물질의 초과 일일오염물질배출량은 소수점 이하 넷째 자리까지 계산한다.

조업정지 처분을 갈음한 과징금 산정 시 사업장 규모별 부과계수는 종별로 차등을 두는데, 2종사업장의 부과계수는 1.5에 해당한다.
사업장 규모(1~5종)가 클수록 부과계수가 커지는 구조로, 1종에 가까울수록 높은 계수가, 5종에 가까울수록 낮은 계수가 적용된다.

시·도지사가 설치하는 대기오염 측정망에는 도시대기, 도로변대기, 대기중금속 측정망 등이 있으며, 광화학대기오염물질측정망은 국가 차원에서 설치·운영하는 측정망에 해당한다.
광화학대기오염물질측정망은 전국적인 오존·전구물질 관리를 위해 별도로 운영되는 성격이 강해 시·도지사 설치 대상 목록과는 구분된다.

「대기환경보전법」 제94조제4항제8호는 같은 법 제77조를 위반하여 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 아니한 자에게 100만원 이하의 과태료를 부과하도록 정하고 있다.
벌금은 법원의 재판을 거치는 형벌이지만, 교육 미이수는 행정질서벌인 과태료 대상이라는 점이 갈림길이다.

환경기술인을 바꾸어 임명하는 경우에는 그 사유가 발생한 날부터 5일 이내에 임명해야 한다(대기환경보전법 시행령 제39조제1항제2호).
최초로 배출시설을 설치한 경우에는 가동개시 신고를 할 때 임명한다는 규정과 묶어서 외운다.

대기환경보전법 시행령 제26조제2항은 위반횟수별 부과계수를 위반이 없으면 100분의 100, 처음 위반하면 100분의 105, 2차 이상 위반하면 위반 직전의 부과계수에 100분의 105를 곱한 값으로 정한다.
즉 위반이 거듭될수록 직전 계수에 105%씩 누적해서 곱해지는 구조다.

굴뚝 원격감시체계 관제센터로 측정자료를 전송하지 않은 경우의 처분은 경고 → 조치명령 → 조업정지 10일 → 조업정지 30일 순이다.
대기환경보전법 시행규칙 별표 36 행정처분기준에서 측정기기의 운영ㆍ관리기준 위반으로 다루는 항목이며, 굴뚝 자동측정기기를 대기오염공정시험기준에 부합하지 않게 한 경우에도 같은 차수별 기준이 적용된다.
첫 위반부터 조업정지나 허가취소가 바로 따라오는 것이 아니라 경고와 조치명령으로 시정 기회를 준 뒤 조업정지로 이어지는 구조이다.

운행정지표지의 바탕색은 노란색, 문자는 검정색이다(대기환경보전법 시행규칙 별표 31).
이 표지는 자동차 전면유리 우측 상단에 붙이며, 운행정지기간 내에는 부착위치를 바꾸거나 훼손해서는 안 된다.

기술진단을 실시하지 아니한 자에게는 200만원 이하의 과태료가 부과된다.
악취방지법 제30조제1항은 같은 법 제16조의2에 따른 기술진단을 실시하지 아니한 자를 200만원 이하의 과태료 대상으로 규정하고 있다.
기술진단은 지방자치단체의 장이 설치ㆍ운영하는 공공하수처리시설, 분뇨ㆍ가축분뇨 공공처리시설, 공공폐수처리시설 등에 대하여 5년마다 실시해야 하는 의무이다.

정확한 명칭은 세탄가향상제이며, 세탄가첨가제라는 종류는 없다(대기환경보전법 시행규칙 별표 6).
별표 6이 정한 자동차연료형 첨가제는 세척제, 청정분산제, 매연억제제, 다목적첨가제, 옥탄가향상제, 세탄가향상제, 유동성향상제, 윤활성 향상제와 그 밖에 고시로 정하는 것이다.

대기환경보전법 시행규칙 별표 12 '고체연료 사용시설 설치기준'(제56조 관련)에서 석탄사용시설의 석탄연소재는 밀폐통을 이용하여 운반하여야 한다. 덮개가 있는 차량을 이용한 수송은 석탄사용시설이 아니라 기타 고체연료 사용시설의 연료·연소재 수송 기준이므로, 석탄연소재를 덮개가 있는 차량으로 운반한다는 설명이 옳지 않다.
나머지는 모두 같은 별표의 석탄사용시설 기준에 부합한다. 배출시설의 굴뚝높이는 100m 이상으로 하되 유효굴뚝높이가 440m 이상인 경우에만 60m 이상 100m 미만으로 할 수 있으므로, 문제의 단서처럼 유효굴뚝높이가 440m 미만인 경우에는 100m 이상이어야 한다. 석탄저장은 옥내저장시설(밀폐형 저장시설 포함) 또는 지하저장시설에 하여야 하고, 굴뚝에서 배출되는 아황산가스·질소산화물·먼지 등의 농도를 확인할 수 있는 기기를 설치하여야 한다. 석탄의 수송 역시 밀폐 이송시설 또는 밀폐통을 이용하여야 한다.

「대기환경보전법 시행규칙」 별표 33의 자동차연료 제조기준에서 휘발유의 증기압은 60kPa 이하(37.8℃)이고, 이 기준은 매년 6월 1일부터 8월 31일까지 제조시설에서 출고되는 제품에 적용한다.
여름철에만 증기압을 따로 제한하는 것은 기온이 높을 때 휘발유가 쉽게 증발해 휘발성유기화합물이 많이 배출되는 것을 막기 위해서다.