[대기환경기사 필기] 23년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

상온에서 무색투명하고 순수한 상태에서는 냄새가 거의 없으나 불순물로 인해 불쾌한 냄새를 가지며, 끓는점이 약 46℃이고 증기비중이 공기의 약 2.6배인 물질은 이황화탄소(CS2)이다.
햇빛에 의해 분해될 정도로 불안정하지만 금속에 대한 부식성은 비교적 약한 특성도 이황화탄소의 성질과 일치한다.

가솔린 자동차는 운전조건과 무관하게 배기가스 중 일산화탄소가 부피비 기준으로 가장 많은 양을 차지한다.
감속 시에는 탄화수소 배출이 상대적으로 급증하는 경향이 있지만, 절대적인 발생량으로 비교하면 여전히 일산화탄소가 탄화수소·질소산화물보다 많다.

유효연돌 높이는 62.1 m이다.
먼저 식에 넣을 값을 정리한다. $V_s=15\ \mathrm{m/s}$, $d=2\ \mathrm{m}$, $U=5\ \mathrm{m/s}$, $T_s=127+273=400\ \mathrm{K}$, $T_a=27+273=300\ \mathrm{K}$ 이고, 1기압은 $p=1013\ \mathrm{mb}$ 이다.
온도항은 $\dfrac{T_s-T_a}{T_s}=\dfrac{400-300}{400}=0.25$ 이므로 괄호 안의 둘째 항은
$2.68\times10^{-3}\times1013\times0.25\times2=1.36$
따라서 상승높이는 $\Delta H=\dfrac{15\times2}{5}\times(1.5+1.36)=6\times2.86=17.1\ \mathrm{m}$ 이고, 여기에 실제높이를 더하면 $H_e=45+17.1=62.1\ \mathrm{m}$ 가 된다.

일산화탄소는 물에 대한 용해도가 낮은 난용성 기체이므로, 강우에 의한 세정 영향을 거의 받지 않는다.
따라서 수용성이어서 강우의 영향을 많이 받는다는 서술은 일산화탄소의 특성과 맞지 않는다.

Sutton의 확산식에서 지표 최대착지농도가 나타나는 풍하측 거리는 $X_{max}=\left(\dfrac{H_e}{K_z}\right)^{2/(2-n)}$로 구해진다.
주어진 값을 대입하면 $\dfrac{H_e}{K_z}=\dfrac{155}{0.07}\approx2214$이고, 지수 $2/(2-n)=1.14$를 적용한다.
계산하면 $X_{max}=2214^{1.14}\approx6510\ \mathrm{m}$가 된다.

SO2 240ppm을 표준상태 기준 mg/m3로 환산하면 $240\times\dfrac{64}{22.4}\approx685.7\ \mathrm{mg/m^3}$이다.
배출허용기준 400mg/m3를 준수하려면 초과분만큼 줄여야 하므로, 줄여야 할 최소농도는 $685.7-400\approx286\ \mathrm{mg/m^3}$이 된다.

로스엔젤레스형 스모그는 눈·호흡기 자극 등 만성적·간접적인 인체 피해가 특징이며, 다수의 급성 사망자가 발생한 런던형 스모그처럼 인체에 직접적인 피해를 주는 유형은 아니다.
일사량이 많은 여름철에 자동차 배출가스를 주오염원으로 발생한다는 점은 맞는 설명이다.

Deacon의 지수법칙 $\dfrac{U_2}{U_1}=\left(\dfrac{Z_2}{Z_1}\right)^{P}$에 값을 대입하면 $\dfrac{6}{4}=\left(\dfrac{Z_2}{10}\right)^{0.28}$이다.
양변에 지수를 풀면 $\dfrac{Z_2}{10}=1.5^{1/0.28}\approx4.25$이다.
따라서 $Z_2\approx43\ \mathrm{m}$가 된다.

세류현상(down wash)은 굴뚝에서 나오는 배출가스의 속도가 풍속에 비해 상대적으로 느릴 때 굴뚝 뒤편으로 가스가 말려 들어가면서 발생한다.
배연속도가 풍속의 2.0배 이상으로 충분히 빠르게 유지되면 가스가 굴뚝을 벗어나 상승하므로 세류현상이 발생하지 않는다.

미국에서 개발된 가우시안 모델 중 점·면 배출원을 대상으로 복잡한 지형에서의 오염물질 이동을 계산할 수 있도록 만들어진 모델은 CTDMPLUS이다.
CMAQ은 격자 기반의 광역대기질모델, RAMS는 기상모델, ADMS는 영국에서 개발된 모델이라는 점에서 구분된다.

코리올리 힘(전향력)은 위도의 사인값에 비례하므로 적도에서 0으로 최소가 되고 극지방에서 최대가 된다.
따라서 적도 지방에서 최대, 극지방에서 최소가 된다는 서술은 실제와 반대이다.

알베도는 입사 태양복사에 대한 반사율로, 밝고 매끄러운 면일수록 크다.
보기 중에서는 얼음(빙설면)이 가장 커서 대략 50~90%에 이르고, 갓 내린 눈은 90%까지 올라간다.
반면 삼림은 5~20%, 수면은 태양고도가 높을 때 5% 내외로 가장 작은 축에 든다.

입경(직경) 0.3㎛의 반지름은 0.15㎛이므로, 문제에서 주어진 식 $V=\dfrac{5.2\times\rho\times r}{K\times C}$에 밀도 1.2, 반지름 0.15, 분산면적비 3, 농도 300을 대입한다.
계산하면 가시거리는 약 $1040\ \mathrm{m}$로 구해진다.

상자모델은 오염물이 고려하는 지면 전체에서 균등하게(면 배출로) 배출된다고 가정한다. "지면의 한 지점에서 배출"은 점원을 다루는 가우시안 확산모델의 전제다.
나머지 셋 — 상자 안 농도가 균일하다, 오염물 분해는 1차 반응을 따른다, 상자 단면에 직각으로 부는 바람 속도가 일정해 환기량이 일정하다 — 은 모두 상자모델의 기본 가정이다.

비엔나 협약, 몬트리올 의정서, 코펜하겐 회의는 모두 오존층 보호와 직접 관련된 국제적 조치이다.
헬싱키 의정서는 황산화물(산성비) 배출 감축을 다룬 협약으로 오존층 보호와는 관련이 가장 적다.

두 직경의 정의가 서로 바뀌었다. 공기역학적 직경이 밀도 1g/cm³의 구형입자로 환산한 값이고, 스토크스 직경이 대상 입자의 실제 밀도와 침강속도를 그대로 고려한 값이다.
그래서 밀도가 1g/cm³보다 큰 구형입자의 공기역학적 직경은 실제 직경보다 크게 나오며, 이 값이 호흡기 침착이나 공기정화기 성능 평가에 주로 쓰인다.

지구 규모의 연간 일산화탄소 배출원 중에서는 자동차(휘발유차)의 불완전연소에 의한 배출량이 인위적 발생원 중 가장 크다.
테르펜류의 산화나 클로로필의 분해와 같은 자연적 발생원, 공업 부문 배출은 이보다 상대적으로 적은 비중을 차지한다.

지균풍의 방향은 기압경도력과 전향력이 크기는 같고 방향이 반대로 균형을 이룬 상태에서 등압선과 나란하게 결정되는 것이지, 기압경도력이 감소해서 바람 방향이 바뀌는 것이 아니다.
따라서 북반구에서 기압경도력 감소로 반시계방향 바람이 분다는 서술은 지균풍의 원리와 맞지 않는다.

1~2㎛ 이하의 미세입자는 브라운 운동을 하며 기류를 따라 빗방울 주위를 돌아 지나치는 경향이 있어, 빗방울과 직접 충돌해 포집되는 효과가 크지 않다.
입자가 커서 관성충돌로 잘 잡히거나 반대로 매우 작아 확산에 의해 잘 잡히는 크기 구간을 벗어나 있어 세정효과가 상대적으로 낮게 나타난다.

휘발성유기화합물, 석면, 폼알데하이드는 실내공기 오염을 대표하는 물질로 흔히 거론되는 반면, 염화비닐은 주로 PVC 제조 등 특정 산업공정과 관련된 물질로 일반적인 실내공간오염물질로 꼽기에는 거리가 멀다.

기체의 연소속도는 산소농도와 혼합비, 촉매, 온도·압력, 반응계의 활성화에너지 같은 반응 조건에 지배된다.
발열량은 연소가 끝났을 때 나오는 총 열량일 뿐 반응이 진행되는 빠르기와는 직접 관련이 없어 지배인자로 보지 않는다.

등가비(당량비)는 실제 연료/공기비를 이론(화학양론적) 연료/공기비로 나눈 값으로, 1보다 크면 연료가 과잉으로 공급된 상태를 의미한다.
반대로 공기가 과잉이거나 완전연소에 가까운 상태에서는 등가비가 1 이하로 나타난다.

등가비는 공기비의 역수 관계인 $\phi=\dfrac{1}{m}$로 구할 수 있다.
공기비 1.2를 대입하면 $\phi=\dfrac{1}{1.2}\approx0.83$가 된다.

중유는 비중이 클수록 점도와 유동점이 높아지고 잔류탄소분도 증가하는 경향을 보인다.
따라서 비중이 커질 때 점도와 유동점이 감소한다는 서술은 실제 경향과 반대이다.

저압공기식버너는 구조가 간단하고 조작이 용이하지만, 통상 소용량 연소설비에 주로 사용되는 버너 방식이다.
따라서 무화상태가 좋아 대형가열로에 주로 사용된다는 서술은 저압공기식버너의 일반적 특성과 거리가 멀다.

(CO2)max는 $\dfrac{21\times(CO_2)}{21-(O_2)}=\dfrac{21\times13.2}{21-6.6}\approx19.3\%$로 구해진다.
공기비는 $m=\dfrac{21}{21-79\times\frac{(O_2)}{(N_2)}}$에 값을 대입하면 $m=\dfrac{21}{21-79\times\frac{6.6}{80.2}}\approx1.45$가 된다.

실제습가스량과 이론습가스량의 관계식 $G=G_0+(m-1)A_0$에 값을 대입한다.
$15.4=13.1+(m-1)\times11.5$이므로 $(m-1)=\dfrac{2.3}{11.5}=0.2$이다.
따라서 공기비는 $m=1.2$가 된다.

디젤엔진은 압축착화 방식으로 작동하므로 자기착화온도가 가솔린보다 오히려 낮으며, 공기비가 높은 희박연소 특성상 CO·HC 배출은 가솔린엔진보다 적은 편이다.
따라서 디젤엔진이 자기착화온도가 높아 CO·HC 배출이 많다는 서술은 옳지 않다.

배출가스 조성으로 공기비를 구하면 $m=\dfrac{21}{21-79\times\frac{(O_2)}{(N_2)}}=\dfrac{21}{21-79\times\frac{3.5}{84}}\approx1.19$이다.
이론공기량은 $A_0=\dfrac{1.867C+5.6H}{0.21}\approx10.85\ \mathrm{Sm^3/kg}$이고, 실제공기량은 $A=1.19\times10.85\approx12.9\ \mathrm{Sm^3/kg}$이다.
2시간 동안 사용한 연료량 374kg을 곱하면 실제 소요된 공기량은 약 $4810\ \mathrm{Sm^3}$가 된다.

미분탄 연소는 미분쇄기·송풍설비·대형 집진장치가 필요해 설비비와 유지비가 많이 들고, 미세한 재가 배출가스와 함께 날리는 재비산이 오히려 심하다.
나머지는 옳다. 비표면적이 커서 작은 공기비로도 완전연소가 가능하고, 스토커에 부적합한 점결탄·저발열량탄까지 쓸 수 있으며 부하변동 대응도 쉽다.

옥탄(C8H18, 분자량 114)의 완전연소 반응식은 $C_8H_{18}+12.5O_2 \rightarrow 8CO_2+9H_2O$이다.
옥탄 5.3kg은 약 $\dfrac{5300}{114}\approx46.5\ \mathrm{mol}$이므로 필요한 산소는 $46.5\times12.5\approx581\ \mathrm{mol}$이다.
공기 중 산소 비율(부피 21%, 평균분자량 29)을 적용하면 이론공기량은 $\dfrac{581}{0.21}\times29 \approx 80,000\ \mathrm{g}$, 즉 약 $80\ \mathrm{kg}$이 된다.

석탄회분 중 SiO2, Al2O3 등 산성 산화물이 많으면 회분의 용융점이 상승하는 반면, CaO 등 염기성 산화물이 많으면 용융점이 낮아진다.
코크스 생산을 위한 고온건류는 이보다 훨씬 높은 온도에서 이루어지고, 석탄의 휘발분은 매연 발생과 밀접한 관련이 있으므로 나머지 서술은 옳지 않다.

프로판의 완전연소식은 $\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\to3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}$이므로 $A_o=\dfrac{5}{0.21}=23.81$이다.
건연소가스량은 과잉공기와 질소, 생성 CO2의 합이므로
$G_d=(m-1)A_o+0.79A_o+3=23.81m-2$
여기에 CO2 8%를 대입하면
$\dfrac{3}{23.81m-2}=0.08\;\Rightarrow\;m=1.66$
따라서 공기 과잉계수는 1.66이다.

공기비(당량비 λ)가 낮다는 것은 산소 부족으로 불완전연소가 발생함을 의미한다. 불완전연소 시 연료가 완전히 산화되지 못하므로 CO와 매연(미연소 탄화수소, 그을음) 발생량이 증가한다.
연소실 내 온도 감소: 틀렸는데, 공기비가 낮아도 당량비 근처에서는 연소온도가 최대이며 급격히 낮아지지 않으며, 오히려 과도한 산소 부족으로 연소가 완전히 되지 않으면서 열 발생량 자체가 감소한다.
SOx, NOx 발생량 증가: SOx, NOx는 고온에서 산소가 충분할 때 증가하므로 낮은 공기비와 무관하다.
배출가스에 의한 열손실 증가: 배출가스 열손실은 공기비 변화보다는 배기 온도에 좌우되므로 직접적 원인이 아니다.

액체연료는 점화·소화 및 연소 조절이 고체연료보다 오히려 용이한 편이며, 이는 액체연료의 대표적인 장점 중 하나이다.
따라서 고체연료에 비해 점화·소화·연소조절이 어렵다는 서술은 옳지 않다.

석탄의 비열은 석탄화도가 진행될수록 감소한다. 탄화가 진행되며 수소·산소를 포함한 휘발분이 빠져나가기 때문이다.
석탄화도가 높아질수록 착화온도와 비중이 커지는 점, 무연탄의 착화온도가 440~550℃인 점은 맞는 설명이다.

중유 100톤/hr 중 황 성분은 $100000\times0.016=1600\ \mathrm{kg/hr}$이며, 몰수로는 $\dfrac{1600000}{32}=50000\ \mathrm{mol/hr}$, 즉 50kmol/hr이다.
이 중 95%가 SO2로 배출되므로 $50\times0.95=47.5\ \mathrm{kmol/hr}$이다.
표준상태 기체 몰부피 22.4를 곱하면 SO2 배출량은 약 $1064\ \mathrm{Sm^3/hr}$가 된다.

먼저 이론산소량과 이론공기량을 구한다.
$O_0 = 1.867 \times 0.85 + 5.6 \times 0.10 + 0.7 \times 0.05 = 2.182\,\mathrm{Sm^3/kg}$
$A_0 = \dfrac{2.182}{0.21} = 10.39\,\mathrm{Sm^3/kg}$
이론 건조배출가스량과 실제 건조배출가스량은
$G_{0d} = 0.79A_0 + 1.867\mathrm{C} + 0.7\mathrm{S} = 9.83\,\mathrm{Sm^3/kg}$
$G_d = G_{0d} + (m-1)A_0 = 9.83 + 0.3 \times 10.39 = 12.95\,\mathrm{Sm^3/kg}$
황은 전량 SO2가 되어 $0.7 \times 0.05 = 0.035\,\mathrm{Sm^3/kg}$이므로
$\dfrac{0.035}{12.95} \times 100 = 0.27\%$

탄화수소 1Nm3당 필요한 이론산소량은 완전연소 반응식의 산소 계수에 비례하며, 이를 0.21로 나누면 이론공기량이 된다.
메탄(CH4)은 산소 2몰, 에틸렌(C2H4)은 3몰, 아세틸렌(C2H2)은 2.5몰이 필요한 반면, 에탄(C2H6)은 3.5몰의 산소가 필요해 네 가스 중 이론공기량이 가장 크다.

COM(석탄유 혼합연료)은 미분탄과 중유를 혼합한 연료로, 중유 전용 보일러에서 사용하기 위해서는 연료 공급계통, 분사기, 연소기 등의 개조가 필수적이다. 미분탄 입자는 중유보다 비중이 크고 마모성이 높아 단순히 혼합하는 것만으로는 안정적 연소가 불가능하기 때문이다.
재와 매연 발생: 미분탄 포함으로 인한 재 발생과 미세입자로 인한 매연이 발생하는 것으로 맞다.
미립화 특성: 석탄 미립화로 인해 중유 단독 사용 시보다 전체 미립화 특성이 향상되는 것으로 맞다.
화염길이와 화염안정성: COM의 화염 거동이 미분탄 연소처럼 짧고 확산성이 높으나, 휘발성 분 방출로 중유 연소와 유사한 안정성을 가지는 특성으로 맞다.

정답 1번이 옳지 않은 설명이다. 여과집진장치의 여포는 산노점 이상으로 유지해야 한다. 고온가스를 냉각시킬 때 산노점 이하로 내려가면 결로가 발생하여 여포에 물이 묻어 케이크 형성을 방해하고 여포를 손상시키므로, 반드시 산노점보다 높은 온도(통상 산노점 +10~20℃)에서 운영해야 한다. 문제 1번은 이를 역으로 표현했으므로 오류다.
보기 2번은 정확하다: 전기집진장치는 낮은 압력손실이 특징으로 대량 가스처리에 적합하다.
보기 3번도 정확하다: 제트스크러버는 처리가스량이 많으면 실용성이 떨어져 소규모 처리에 주로 사용된다.
보기 4번도 정확하다: 중력집진장치는 설치면적이 크고 제거효율이 낮아 전처리설비로 이용되는 것이 일반적이다.

Deutsch 식 $\eta = 1 - e^{-\dfrac{Aw}{Q}}$에서 집진극 면적 $A$는 $\ln\dfrac{1}{1-\eta}$에 비례하므로, 두 효율의 대수(ln) 비가 그대로 면적비가 된다.
출구농도 0.1 g/Sm³일 때 $\eta_1 = 1-\dfrac{0.1}{10}=0.99$, 50 mg/Sm³(=0.05 g/Sm³)일 때 $\eta_2 = 1-\dfrac{0.05}{10}=0.995$이다.
따라서 
$\dfrac{A_2}{A_1}=\dfrac{\ln(1/0.005)}{\ln(1/0.01)}=\dfrac{5.298}{4.605}$
이므로 집진극 면적을 약 1.15배만 넓히면 된다.

암모니아 선택적 접촉환원법의 반응은 NO와 NH3가 1:1 몰비로 반응하는 구조이다.
NO 600ppm이 포함된 배기가스 500,000Nm3/hr에서 필요한 암모니아량은 $600\times10^{-6}\times500000=300\ \mathrm{Nm^3/hr}$이 된다.

팔라듐(Pd)은 백금과 함께 촉매연소에 실제로 쓰이는 촉매 활성물질이므로 촉매를 망가뜨리는 물질이 아니다.
반면 철·규소·인이나 납·아연·수은·비소 등은 촉매 표면에 흡착·피복되어 활성점을 막는 촉매독으로 작용해 수명과 효율을 떨어뜨린다.

삼원촉매장치의 담체 표면에는 반응 표면적을 넓히기 위해 통상 알루미나(Al2O3) 계열의 washcoat를 입히고, 그 위에 백금·로듐 등 귀금속 촉매를 도포하는 구조를 가진다.
따라서 washcoat 재료로 Cr2O3를 사용한다는 서술은 옳지 않다.

블로다운은 원심력집진장치(사이클론)의 호퍼 부근 가스를 일부 뽑아내 먼지의 재비산을 막는 방법이다.
여과집진장치의 탈진은 기계적 진동, 공기 역류, 펄스제트(충격기류)로 이루어진다.

Deutsch-Anderson식 $\eta=1-e^{-Aw/Q}$을 적용하며, 집진판이 양면에서 먼지를 포집하므로 유효면적은 $A=2\times4.2\times4.8\approx40.3\ \mathrm{m^2}$이다.
처리가스량은 $Q=68/60\approx1.13\ \mathrm{m^3/s}$, 이동속도는 $w=5.8\ \mathrm{cm/s}=0.058\ \mathrm{m/s}$이므로 $\eta=1-e^{-40.3\times0.058/1.13}$이다.
계산하면 $\eta\approx87.3\%$가 된다.

선택적촉매환원법(SCR)은 촉매를 이용해 암모니아로 NOx를 선택적으로 환원시키는 방식이지만, 온도 조건에 따라 암모니아 산화와 같은 부반응이 발생할 수 있다.
따라서 촉매 선택성으로 부반응이 전혀 없다는 서술은 옳지 않다.

중력침강실의 최소제거 입경은 침강속도가 $V_g=\dfrac{Q}{W\cdot L}$과 같아지는 입경이므로, 침강면적 9m×10m를 기준으로 구한다.
$V_g=\dfrac{1.5}{9\times10}=0.0167\,\mathrm{m/s}$
Stokes 침강식 $V_g=\dfrac{\rho_p d^2 g}{18\mu}$에서
$d=\sqrt{\dfrac{18\times1.85\times10^{-5}\times0.0167}{1600\times9.8}}=1.88\times10^{-5}\,\mathrm{m}$
따라서 약 19㎛이다.

필요한 총 여과면적은 처리가스량을 여과속도로 나눠 구한다.
$A=\dfrac{Q}{V_f}=\dfrac{4}{0.04}=100\,\mathrm{m^2}$
원통형 백 1개의 여과면적은 옆면적이므로
$A_1=\pi D H=\pi\times0.2\times3=1.885\,\mathrm{m^2}$
따라서 $N=\dfrac{100}{1.885}=53.1$
개수는 소수로 둘 수 없어 올림하므로 54개가 필요하다.

흡수액은 조작 중에 증발해 없어지면 안 되므로 휘발성이 작아야 한다. 휘발성이 크면 흡수액 손실이 커지고 그 증기 자체가 2차 오염원이 된다.
나머지는 모두 옳은 조건이다. 대상가스에 대한 용해도가 커야 하고, 비점이 높아 잘 증발하지 않아야 하며, 점도가 낮아야 기·액 접촉과 순환이 원활하다.

탈진주기는 여과지에 쌓이는 실제 포집 분진량을 기준으로 계산하며, 포집되는 분진농도는 입구와 출구 농도차인 $10-0.5=9.5\ \mathrm{g/Sm^3}$이다.
여과속도 2cm/s(=0.02m/s)를 적용하면 분진이 쌓이는 속도는 $0.02\times9.5=0.19\ \mathrm{g/(m^2\cdot s)}$이다.
분진부하 300g/m2에 도달하는 시간은 $\dfrac{300}{0.19}\approx1579\ \mathrm{sec}$, 즉 약 $26\ \mathrm{min}$이 된다.

벤츄리스크러버의 액가스비는 먼지 농도가 높거나 점착성이 크고 처리가스 온도가 높을 때 커지는 경향이 있다.
반면 먼지입자의 친수성이 높을수록 물에 쉽게 젖어 포집이 잘 되므로 액가스비는 오히려 작아진다.
따라서 친수성이 높을 때 액가스비가 커진다는 서술은 옳지 않다.

소요동력은 $kW=\dfrac{Q\times\Delta P}{6120\times\eta}$(Q: m3/min, ΔP: mmH2O)로 구할 수 있다.
처리가스량 300m3/min, 압력손실 25cmH2O(=250mmH2O), 효율 90%를 대입하면 $kW=\dfrac{300\times250}{6120\times0.9}$이다.
계산하면 약 $13.6\ \mathrm{kW}$가 된다.

전기집진기에서 비저항이 매우 낮을 때(대략 104Ω·cm 이하)는 입자가 대전된 전하를 너무 빨리 잃어 재비산(점핑현상)이 발생하기 쉽다.
반대로 비저항이 1011Ω·cm 이상으로 매우 높을 때는 역전리(back corona) 현상이 문제가 되므로, 높은 비저항에서 점핑현상이 발생한다는 서술은 옳지 않다.

직렬로 연결된 집진장치의 총괄 집진효율은 $\eta_{total}=1-(1-\eta_1)(1-\eta_2)$로 구한다.
원심력집진장치 70%와 전기집진장치 90%를 대입하면 $\eta_{total}=1-(1-0.7)(1-0.9)=1-0.3\times0.1$이다.
계산하면 총괄 집진효율은 $97.0\%$가 된다.

헨리 법칙 $p=H\cdot C$에서 헨리 정수는 $H=\dfrac{p}{C}$이다.
분압을 mmHg에서 atm으로 환산하면 $p=\dfrac{40}{760}=0.0526\,\mathrm{atm}$이고, 이를 대입하면
$H=\dfrac{0.0526}{16.5}\approx 3.2\times10^{-3}\,\mathrm{atm\cdot m^3/kmol}$
단위 환산을 빠뜨리면 40/16.5 형태의 엉뚱한 값이 나오므로 주의한다.

역제트·충격제트·펄스제트 분사형처럼 연속식 탈진방식은 모두 외면여과다. 충격제트기류 분사형을 내면여과라고 한 서술이 틀렸다.
먼지를 여과자루 안쪽에 쌓는 내면여과는 진동형·역기류형 같은 간헐식에 해당한다.
나머지는 맞다. 연속식은 포집과 탈진이 동시에 이뤄져 압력손실이 거의 일정하고 고농도·대용량 가스를 처리할 수 있으며, 간헐식은 재비산이 적고 여포 수명이 길다.

충전탑의 충진높이는 이동단위높이와 이동단위수의 곱이다.
$N_{OG}=\ln\dfrac{1}{1-\eta}=\ln\dfrac{1}{1-0.99}=\ln 100=4.6$이므로
$Z=H_{OG}\times N_{OG}=0.7\times4.6=3.2\,\mathrm{m}$

층류 조건의 중력집진장치에서는 입자의 침강속도가 입경의 제곱에 비례하므로, 특정 입경까지 포집하는데 필요한 길이는 입경의 제곱에 반비례한다.
따라서 $\dfrac{L_2}{L_1}=\left(\dfrac{d_1}{d_2}\right)^{2}=\left(\dfrac{160}{40}\right)^{2}=16$이 된다.
기존 길이 4m에 이를 곱하면 $L_2=4\times16=64\ \mathrm{m}$로 늘려야 한다.

알데히드·케톤화합물(카르보닐화합물) 분석에는 크로모트로핀산법, 아세틸아세톤법, DNPH를 이용한 액체크로마토그래프법 등이 사용된다.
수산화나트륨 흡수 후 초산에틸 추출·이온화검출기 가스크로마토그래프로 분석하는 방식은 카르보닐화합물의 표준 분석법에 해당하지 않는다.

황산 제2철 암모늄 용액은 물이 아니라 질산(1+1)에 녹여 조제하므로 이 설명이 맞지 않는다.
대기오염공정시험기준의 배출가스 중 브로민(브롬)화합물 - 자외선/가시선분광법은 황산 제2철 암모늄 12수화물 6g을 질산(1+1) 100mL에 녹여 갈색병에 보관하도록 규정한다.
나머지 시약 조제는 기준과 일치한다.
흡수액은 수산화소듐 0.4g을 물에 녹여 100mL로 한다.
과망간산포타슘 용액은 0.79g을 물에 녹여 250mL 부피플라스크에 표선까지 채운다.
브로민화 이온 표준원액은 1,000mg/L, 즉 1mL에 브로민 1mg이 들어가도록 조제한다.

대기오염공정시험기준 총칙(ES 01000)에서 단순히 시약명으로 표시된 경우 따로 규정이 없는 한 플루오린화수소산(HF)은 농도 46.0~48.0%, 비중 약 1.14의 것을 뜻하므로 옳다.
총칙 표에 규정된 시약은 염산 35.0~37.0%(1.18), 질산 60.0~62.0%(1.38), 황산 95.0% 이상(1.84), 아세트산 99.0% 이상(1.05), 인산 85.0% 이상(1.69), 암모니아수 28.0~30.0%(0.90), 과산화수소 30.0~35.0%(1.11), 아이오딘화수소산 55.0~58.0%(1.70), 브로민화수소산 47.0~49.0%(1.48), 과염소산 60.0~62.0%(1.54)이다.
질산은 농도 60.0~62.0%이어야 하며, 55.0~58.0%는 아이오딘화수소산의 농도이다.
과산화수소는 농도 30.0~35.0%이고, 60.0~62.0%는 질산·과염소산의 농도이다.
아세트산은 99.0% 이상이어야 하며, 85.0% 이상은 인산의 농도이다.

이론단수 N과 봉우리 폭(W), 보유시간(tR) 사이에는 $N=16\left(\dfrac{t_R}{W}\right)^{2}$의 관계가 있어 $W=\dfrac{4t_R}{\sqrt{N}}$로 구해진다.
보유시간 20분을 기록지 이동속도 5mm/min으로 환산하면 $t_R=100\ \mathrm{mm}$이고, 이론단수는 3260이다.
따라서 $W=\dfrac{4\times100}{\sqrt{3260}}\approx7\ \mathrm{mm}$가 된다.

다량의 유기물이나 유리탄소를 함유한 시료는 산 분해만으로는 유기물이 완전히 제거되지 않을 수 있어, 저온에서 유기물을 태워 제거하는 저온회화법으로 전처리하는 것이 적합하다.
염산법이나 질산-염산법 등의 산분해법은 유기물 함량이 낮은 시료에 주로 적용된다.

환경대기 중 가스상 물질을 용매포집법으로 채취할 때에는 흡수관 → 트랩 → 흡입펌프 → 유량계 순서로 장치를 배열한다.
트랩은 흡수관을 통과한 수분 등이 펌프로 유입되는 것을 막기 위해 흡수관과 펌프 사이에 위치하고, 유량계는 채취가스량을 정확히 측정하기 위해 가장 마지막에 둔다.

기체크로마토그래피(GC)의 정량분석 방법은 검출기 신호와 시료량의 관계를 이용하는데, 내부표준물질법은 시료 중 미지 성분의 농도를 구하기 위해 알려진 양의 표준물질을 시료에 직접 첨가하여 두 물질의 신호 비(면적비 또는 높이비)를 비교하는 방식이다. 이는 시료 전처리 과정에서의 손실, 주입량 변동 등을 보정할 수 있어 상대적 정량에 해당한다.
반면 넓이 백분율법, 표준물첨가법, 절대검정곡선법은 모두 절대 정량 또는 직접 비교에 기반한다. 특히 절대검정곡선법은 표준물질만으로 검량선을 작성하고 시료의 절대 신호값으로 농도를 직접 구하는 방식으로 내부표준물질법과는 근본적으로 다른 원리를 사용한다.

불소화합물은 부식성이 강해 유리 재질의 채취관을 부식시킬 수 있으므로, 채취관·도관 재질로는 스테인레스강을, 여과재로는 카아보런덤을 사용하는 것이 적합하다.
이는 암모니아·황산화물·벤젠 등 다른 대상물질에 적용되는 재질 조합과는 구분된다.

크로모트로핀산법으로 폼알데히드를 정량할 때는 크로모트로핀산을 진한 황산(H2SO4) 용액에 녹인 흡수발색액을 사용하여 자색 발색 반응을 일으킨다.

사각형 굴뚝의 환산직경(등가직경)은 두 변을 A, B라 할 때 $D=\dfrac{2AB}{A+B}$로 구한다.
$D=\dfrac{2\times3\times2}{3+2}=\dfrac{12}{5}=2.4\,\mathrm{m}$

수은은 물보다 약 13.6배 밀도가 크므로 $1\ \mathrm{mmHg}=13.6\ \mathrm{mmH_2O}$의 관계가 성립한다.
따라서 $40.8\ \mathrm{mmH_2O}=\dfrac{40.8}{13.6}=3.0\ \mathrm{mmHg}$가 된다.

아르세나조 Ⅲ 법이 다루는 황산화물 농도는 상한이 700ppm이고 아래로는 50ppm까지여서, 수백 ppm대 시료에 적용하는 방법이다.
대기오염공정시험기준의 배출가스 중 황산화물 - 침전적정법(아르세나조 Ⅲ 법)은 시료가스 20L를 흡수액에 통과시켜 250mL로 묽힌 액을 분석용 시료용액으로 할 때의 농도 범위를 규정하며, 광도 적정법으로 종말점을 잡을 때의 정량범위를 50.0~700ppm으로 두고 있다.
그래서 1,000ppm을 넘는 고농도 배출가스에는 이 방법을 쓰지 않는다.
참고로 현행 기준 본문은 같은 조건의 적용범위를 140~700ppm으로 적고, 광도 적정법의 정량범위를 따로 50.0~700ppm으로 밝히고 있다.

고용량 공기시료채취법은 비산먼지 측정의 표준방법으로, 시료채취 조건에 엄격한 기준이 있다. 1회 10분 이상 연속 채취·풍속 1m/s 미만 시 채취 중지 서술의 문제는 풍속이 1m/s 미만일 때의 기준인데, 실제 고용량 공기시료채취 표준에서는 풍속이 0.5m/s 미만으로 규정되어 있거나, 또는 풍속 기준이 다르게 설정되어 있다.
더 중요하게는 시료채취 시간이 1회 10분 이상이 아니라 24시간 연속 또는 8시간 이상 채취하는 것이 일반적 기준이므로, 단순히 10분 이상 연속 채취한다는 것은 고용량 채취법의 정의와 맞지 않는다.
시료채취장소 선정: 부지경계선상 선정과 풍향 고려, 3개소 이상 선정이 정확하다.
대조위치 선정: upstream 대조위치 선정이 맞다.
풍향풍속 측정: 풍향풍속 측정 간격과 횟수가 맞다.

원자흡광광도법(AAS)은 금속 원소를 대상으로 하는 분석법이므로, 유기화합물인 페놀화합물에는 적용할 수 없고 흡광광도법(자외선 가시선 분광법)만 적용 가능하다.
카드뮴·니켈·구리는 모두 금속이므로 원자흡광광도법과 흡광광도법을 동시에 적용할 수 있다.

불소화합물·시안화수소·브롬화합물은 산성 가스 형태로 존재하여 수산화나트륨 용액에 흡수·포집하는 방식이 사용된다.
반면 이황화탄소(CS2)는 이러한 산성가스 흡수 방식이 아니라 별도의 포집 방법이 사용되므로, 수산화나트륨용액을 흡수액으로 사용하지 않는다.

흡습관의 중량증가 0.7510g을 몰수로 환산하면 $\dfrac{0.751}{18}\approx0.0417\ \mathrm{mol}$이고, 표준상태 부피로는 $0.0417\times22.4\approx0.935\ \mathrm{L}$이다.
건식가스미터로 측정한 10L는 실제조건(27℃, 대기압 757mmHg에 게이지압 4mmH2O 포함)에서 측정된 값이므로, 표준상태로 보정하면 $10\times\dfrac{273}{300}\times\dfrac{757.3}{760}\approx9.07\ \mathrm{L}$가 된다.
수분량(%)은 $\dfrac{0.935}{0.935+9.07}\times100\approx9.3\%$로 구해진다.

벤젠과 같은 유기용제 성분을 채취할 때는 흡착이나 부식 우려가 적은 경질유리, 석영, 불소수지 재질의 채취관·도관을 사용한다.
보통강철은 이러한 용도로 적합하지 않아 벤젠 채취관 재질로 사용되지 않는다.

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

비분산적외선분광분석법의 용어 정의를 검토하면, 1·2·3번은 모두 올바른 정의다. 1번 정필터형은 측정 대상 성분이 흡수하는 특정 파장의 적외선만을 선택해 측정하는 방식이고, 2번 비분산은 프리즘이나 회절격자 같은 분산소자를 사용하지 않는다는 의미로 정확하다. 3번 비교가스는 대조용으로 적외선을 흡수하지 않는 기준 가스(일반적으로 질소 등)를 사용하는 것으로 올바르다. 4번 반복성의 정의는 동일한 방법과 조건에서 동일한 분석계를 사용하여 여러 측정대상을 장시간에 걸쳐 측정하는 경우로 설명되어 있는데, 이는 재현성(reproducibility)의 정의에 가깝다. 반복성(repeatability)은 동일한 분석계로 동일한 시료를 짧은 시간 내에 연속적으로 여러 번 측정하는 경우 측정치가 일치하는 정도를 의미하므로, "여러 측정대상을 장시간에 걸쳐"라는 표현은 반복성의 정의로 부적절하다.

경로(path) 측정시스템은 굴뚝 또는 덕트 단면 직경의 5% 이하의 경로를 따라 측정한다고 하는데, 이는 실제 굴뚝의 대표성 있는 측정을 위해 여러 지점에서 측정하는 멀티포인트 또는 트래버스 방식과 맞지 않습니다. 실제 굴뚝 배출가스 측정은 단편적인 5% 이하의 경로가 아닌 단면 전체를 대표할 수 있는 복수 지점에서 측정하도록 규정되어 있으므로, 경로(path) 측정시스템의 정의가 부정확합니다.
이산화황 연속자동측정기의 나머지 용어 정의는 모두 맞습니다.
검출한계: 제로드리프트의 2배로 정의됩니다.
제로드리프트: 제로가스 흘림 후 출력신호의 변화를 나타냅니다.
제로가스: 정제된 공기나 순수한 질소라는 정의가 맞습니다.

공항시설 중 여객터미널의 라돈 권고기준은 148 Bq/m3 이하이다(실내공기질 관리법 시행규칙 별표 3).
지하역사, 지하도상가, 철도역사·여객자동차터미널·항만시설의 대합실, 도서관, 대규모점포 등과 같은 군으로 묶여 동일한 기준이 적용된다.

「대기환경보전법」 제51조제2항·제3항에 따라 협의 대상이 되는 것은 결함확인검사의 대상 자동차 선정기준, 검사방법·절차·기준, 판정방법, 검사수수료 등이다.
자동차의 배출가스 성분은 같은 법 제46조제1항과 시행령 제46조에서 연료별로 이미 정해 두는 사항이므로 결함확인검사의 협의 항목이 아니다.

「환경정책기본법 시행령」 [별표 1] 환경기준에서 일산화탄소(CO)는 8시간 평균치 9ppm 이하, 1시간 평균치 25ppm 이하로 정해져 있다.
함께 나오는 기준으로 아황산가스는 연간 0.02ㆍ24시간 0.05ㆍ1시간 0.15ppm 이하, 이산화질소는 연간 0.03ㆍ24시간 0.06ㆍ1시간 0.10ppm 이하다.

제조기준에 맞지 않는 첨가제 또는 촉매제임을 알면서 사용한 자는 대기환경보전법 제94조제3항에 따라 200만원 이하의 과태료 대상이다.
같은 조에서 500만원·300만원·200만원·100만원 이하로 과태료 구간이 나뉘는데, 이 위반은 가장 무거운 쪽이 아니라는 점을 기억하면 된다.

대기환경보전법 시행령 제23조제2항의 초과부과금 부과대상은 황산화물, 암모니아, 황화수소, 이황화탄소, 먼지, 불소화물, 염화수소, 질소산화물, 시안화수소 9종이며 일산화탄소는 들어 있지 않다.
참고로 기본부과금 부과대상은 황산화물·먼지·질소산화물 3종뿐이다.

과태료 부과기준의 일반기준상 위반행위의 동기·결과 등을 고려한 감경은 통상 부과금액의 2분의 1(50%) 범위 내에서 이루어지는 것이 일반적이다.
따라서 80% 범위에서 감경한다는 서술은 그 범위를 벗어나 있어 옳지 않다.

대기환경보전법 시행규칙 [별표 8] 대기오염물질의 배출허용기준에서 폐수ㆍ폐기물ㆍ폐가스 소각처리시설(소각보일러 포함)의 일산화탄소 기준은 소각용량이 시간당 2톤(의료폐기물 처리시설은 시간당 200kg) 이상인 시설에 대해 50ppm(표준산소농도 12%) 이하이다.
같은 항목에서 소각용량이 시간당 2톤 미만인 시설은 200(12) 이하로 완화되어 있다. 소각용량이 클수록 기준이 엄격해진다는 흐름으로 두 값을 구분해 기억하면 된다.

중대경보 단계에서 자동차에 대한 조치는 사용제한이 아니라 통행금지다(대기환경보전법 시행령 제2조제4항). 중대경보는 주민의 실외활동 금지 요청, 자동차 통행금지, 사업장 조업시간 단축명령으로 구성된다.
나머지는 옳다. 주의보는 실외활동 자제 요청, 경보는 실외활동 제한 요청과 자동차 사용 제한·사업장 연료사용량 감축 권고다.

일반 대기오염물질 배출시설은 허가받은 배출시설 규모의 합계나 누계보다 100분의 50 이상 증설할 때 변경허가 대상이 된다.
대기환경보전법 시행령 제11조제4항은 이 증설과 함께 허가받은 배출시설의 용도 추가를 변경허가를 받아야 하는 중요한 사항으로 정하고, 규모의 합계나 누계는 배출구별로 산정하도록 하고 있다.
다만 특정대기유해물질 배출시설은 기준이 더 엄격해 100분의 30 이상 증설하면 변경허가를 받아야 한다.

「대기환경보전법 시행규칙」 [별표 37] 위임업무 보고사항에서 자동차 연료 및 첨가제의 제조·판매 또는 사용에 대한 규제현황의 보고횟수는 연 2회다.
보고기일은 매 반기 종료 후 15일 이내이므로, 위반 적발 때마다 올리는 "수시" 항목과는 구분된다.

「대기환경보전법」 제90조의2에 따라 공급지역이나 사용시설에 황함유기준을 초과하는 연료를 공급·판매한 자는 3년 이하의 징역이나 3천만원 이하의 벌금에 처한다.
같은 연료를 사용하기만 한 자는 제91조가 적용되어 1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금으로 수위가 낮으므로, 행위 주체를 구분해 읽어야 한다.

실내공기질 관리법령상 철도역사의 대합실은 일정 규모 이상의 면적 기준을 충족해야 적용대상 시설에 해당한다.
연면적 1천5백제곱미터인 철도역사 대합실은 그 기준 면적에 미달하여 적용대상에서 제외되는 반면, 지하역사나 병상 수 100개인 의료기관, 동일 면적의 공항 여객터미널은 각각의 적용 기준을 충족하여 대상에 포함된다.

배출부과금은 배출허용기준 초과 여부, 오염물질의 종류·배출량 및 배출기간 등 객관적인 배출 실태를 기준으로 부과된다.
부과대상 업체의 경영현황(재정 상태)은 배출부과금 산정 시 고려하는 사항에 해당하지 않는다.

자가측정에 사용한 여과지와 시료채취기록지의 보존기간은 측정한 날부터 6개월이다.
대기환경보전법 시행규칙 제52조제2항은 환경오염공정시험기준에 따라 측정한 날을 기산점으로 삼아 이 보존기간을 정하고 있다.
환경기술인은 사용한 여과지를 시료채취기록지와 함께 날짜별로 보관·관리해야 하며, 측정을 대행하게 한 경우에도 마찬가지다.

신축 공동주택의 실내공기질 권고기준에서 벤젠 30μg/m3, 톨루엔 1000μg/m3, 자일렌 700μg/m3 이하 기준은 맞는 내용이다.
다만 에틸벤젠의 권고기준은 300μg/m3보다 높은 수준으로 고시되어 있어, 300μg/m3 이하라는 서술은 옳지 않다.

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

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

배출시설의 위치 및 운영에 관한 규약은 제출서류가 아니다. 운영에 관한 규약은 공동 방지시설을 설치할 때 내는 서류다.
사업자가 스스로 방지시설을 설계·시공하려면 배출시설 설치명세서, 공정도, 원료(연료 포함) 사용량·제품생산량·대기오염물질 배출량을 예측한 명세서, 방지시설 설치명세서와 도면, 기술능력 현황을 적은 서류를 제출한다(대기환경보전법 시행규칙 제31조).

방지시설설치면제사업장은 원칙적으로 연 1회 이상 자가측정을 해야 하지만, 물리적 또는 안전상의 이유로 자가측정이 곤란하다고 인정받으면 그 의무가 면제된다. 대행기관을 통해 연 1회 이상 측정해야 한다는 설명이 잘못됐다(대기환경보전법 시행규칙 별표 11 비고 제2호).
나머지는 같은 별표 비고 그대로다. 먼지 자동측정자료를 전송하는 배출구는 매연도 자가측정한 것으로 보고, 자동측정자료는 전송 항목에 한해 자가측정자료보다 우선 활용하며, 가스나 중유 등 연료유만 쓰는 시설의 황산화물 측정은 황함유분석표로 갈음할 수 있다.

「대기환경보전법 시행령」 제11조제3항의 첨부서류는 원료·연료 사용량과 제품 생산량·오염물질 배출량을 예측한 명세서, 배출시설 및 대기오염방지시설의 설치명세서, 방지시설의 일반도, 방지시설의 연간 유지관리 계획서 등이다.
연료 성분 분석과 함께 예측하도록 정한 것은 황산화물의 배출농도·배출량이며, 질소산화물을 따로 예측한 명세서는 요구하지 않는다.