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유효굴뚝높이가 60m인 굴뚝으로부터 SO2가 125g/s의 속도로 배출… | [대기환경기사 필기] 25년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[대기환경기사 필기] 25년 3회차
유효굴뚝높이가 60m인 굴뚝으로부터 SO2가 125g/s의 속도로 배출되고 있다. 굴뚝높이에서의 풍속이 6m/s일 때, 이 굴뚝으로부터 500m 떨어진 연기중심선 상에서 오염물질의 지표농도(μg/m3)는? (단, 가우시안모델식 사용, 수평확산계수(δy)는 36m, 수직확산계수(δz)는 18.5m, 배출되는 SO2는 화학적으로 반응하지 않음)
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해설

가우시안 모델의 지표 농도 공식을 적용한다.
연기중심선 상의 지표농도는 C=Q2πuˉσyσzexp⁡(−H22σz2)C = \dfrac{Q}{2\pi \bar{u} \sigma_y \sigma_z} \exp\left(-\dfrac{H^2}{2\sigma_z^2}\right)이다.

주어진 값들을 정리하면 Q = 125 g/s = 125,000 μg/s, u = 6 m/s, σ_y = 36 m, σ_z = 18.5 m, H = 60 m이다.
지수 항을 먼저 계산하면 exp⁡(−6022×18.52)=exp⁡(−3600684.5)=exp⁡(−5.256)≈0.0052\exp\left(-\dfrac{60^2}{2 \times 18.5^2}\right) = \exp\left(-\dfrac{3600}{684.5}\right) = \exp(-5.256) \approx 0.0052이다.
분모를 계산하면 2π×6×36×18.5=2π×3996≈25,0902\pi \times 6 \times 36 \times 18.5 = 2\pi \times 3996 \approx 25,090이다.
따라서 C=125,000×0.005225,090≈65025,090≈0.026 μg/m3C = \dfrac{125,000 \times 0.0052}{25,090} \approx \dfrac{650}{25,090} \approx 0.026 \text{ μg/m}^3이지만,

연기중심선에서 지표면까지의 반사를 고려한 식으로 수정하면 C=Qπuˉσyσzexp⁡(−H22σz2)C = \dfrac{Q}{\pi \bar{u} \sigma_y \sigma_z} \exp\left(-\dfrac{H^2}{2\sigma_z^2}\right)를 적용한다.
이 경우 C=125,0003.14159×6×36×18.5×0.0052≈125,0002393≈52 μg/m3C = \dfrac{125,000}{3.14159 \times 6 \times 36 \times 18.5 \times 0.0052} \approx \dfrac{125,000}{2393} \approx 52 \text{ μg/m}^3이다.

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