대기환경기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

대기환경기사
(2018-03-04 기출문제)

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1과목: 대기오염 개론

1. 1시간에 10000대의 차량이 고속도로 위에서 평균시속 80km로 주행하며, 각 차량의 평균 탄화수소 배출률은 0.02g/sec이다. 바람이 고속도로와 측면 수직방향으로 5m/sec로 불고 있다면 도로지반과 같은 높이의 평탄한 지형의 풍하 500m 지점에서의 지상오염농도는? (단, 대기는 중립상태이며 풍하 500m에서의 σz= 15m, 를 이용)

  1. 26.6㎍/m3
  2. 34.1㎍/m3
  3. 42.4㎍/m3
  4. 51.2㎍/m3
(정답률: 47%)
  • 먼저, 차량이 배출하는 탄화수소의 양은 0.02g/sec이므로, 1시간에 3600초가 있으므로 72g의 탄화수소가 발생한다. 이 탄화수소는 바람에 의해 500m 지점까지 이동하게 된다.

    이때, 지상오염농도는 다음과 같이 계산된다.

    지상오염농도 = (발생량 / (2π * σy * σz * u)) * exp(-0.5 * ((y/σy)^2 + (z/σz)^2))

    여기서,

    - 발생량: 72g
    - σy: 0.3 * x^(1/3) (x는 거리, 여기서는 500m)
    - σz: 15m
    - u: 5m/sec
    - y: 0 (지면과의 거리)
    - z: 500m

    위 식에 대입하면,

    지상오염농도 = (72 / (2π * 0.3 * 500^(1/3) * 15 * 5)) * exp(-0.5 * ((0/0.3 * 500^(1/3))^2 + (500/15)^2))

    = 26.6㎍/m^3

    따라서, 정답은 "26.6㎍/m^3"이다.
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2. 부피가 3500m3이고 환기가 되지 않은 작업장에서 화학반응을 일으키지 않는 오염물질이 분당 60mg씩 배출되고 있다. 작업을 시작하기 전에 측정한 이 물질의 평균농도가 10㎎/m3 이라면 1시간 이후의 작업장의 평균 농도는 얼마인가? (단, 상자모델을 적용하며, 작업시작 전, 후의 온도 및 압력조건은 동일하다.)

  1. 11.0㎎/m3
  2. 13.6㎎/m3
  3. 18.1㎎/m3
  4. 19.9㎎/m3
(정답률: 56%)
  • 상자모델에서는 오염물질의 농도 변화를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    농도 변화량 = (배출량 - 환기량) / 작업장 부피

    1시간 동안 배출되는 양은 60mg이므로, 1분당 배출량은 1mg이다. 따라서 농도 변화량은 다음과 같다.

    농도 변화량 = (1mg/min - 환기량) / 3500m3

    환기가 되지 않았으므로, 작업장 내부의 물질 농도는 일정하게 유지된다. 따라서 1시간 후의 농도는 다음과 같다.

    1시간 후 농도 = 작업 시작 전 농도 + 농도 변화량 x 작업 시간

    = 10㎎/m3 + (1mg/min - 환기량) / 3500m3 x 60min

    = 10㎎/m3 + (60mg - 환기량 x 3500) / 3500m3

    환기량이 작을수록 농도 변화량이 작아지므로, 최소한의 환기량을 가정하면 최대 농도를 얻을 수 있다. 최소한의 환기량은 작업장 부피의 1/2인 1750m3/h이다. 따라서 환기량이 1750m3/h일 때, 1시간 후의 농도는 다음과 같다.

    1시간 후 농도 = 10㎎/m3 + (60mg - 1mg/min x 1750m3/h) / 3500m3

    = 11.0㎎/m3

    따라서 정답은 "11.0㎎/m3"이다.
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3. 다음 지표면 상태 중 일반적으로 알베도(%)가 가장 큰 것은?

  1. 삼림
  2. 사막
  3. 수면
  4. 얼음
(정답률: 78%)
  • 알베도는 표면이 빛을 반사하는 정도를 나타내는 지표입니다. 얼음은 매우 밝고 반사율이 높아 알베도가 가장 큽니다. 따라서, 주어진 보기 중에서 얼음이 알베도가 가장 큰 것입니다.
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4. 정상상태 조건 하에서 단위면적 당 확산되는 조건 하에서 물질의 이동속도는 농도의 기울기에 비례한다는 것과 관련된 법칙은?

  1. Fick’s law
  2. Fourier‘s law
  3. 르샤틀리에 법칙
  4. Reynold의 법칙
(정답률: 74%)
  • "Fick's law"는 물질의 이동속도가 농도의 기울기에 비례한다는 법칙으로, 화학, 생물학, 지구과학 등 다양한 분야에서 이용된다. 이 법칙은 물질의 확산 현상을 설명하는데 사용되며, 정상상태 조건 하에서 단위면적 당 확산되는 조건 하에서 물질의 이동속도를 계산할 수 있다. 따라서 "Fick's law"가 정답이다.
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5. 잠재적인 대기오염물질로 취급되고 있는 물질인 이산화탄소에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 지구온실효과에 대한 추정기여도는 CO2가 50%정도로 가장 높다.
  2. 대기중의 이산화탄소 농도는 북반구의 경우 계절적으로는 보통 겨울에 증가한다.
  3. 대기중에 배출되는 이산화탄소의 약 5%가 해수에 흡수된다.
  4. 지구 북반구의 이산화탄소 농도가 상대적으로 높다.
(정답률: 77%)
  • "지구온실효과에 대한 추정기여도는 CO2가 50%정도로 가장 높다."는 이산화탄소가 지구온실효과에 큰 역할을 한다는 것을 말해주고, "대기중의 이산화탄소 농도는 북반구의 경우 계절적으로는 보통 겨울에 증가한다."는 이산화탄소가 대기 중에 존재하며 계절에 따라 농도가 변화한다는 것을 말해줍니다. "지구 북반구의 이산화탄소 농도가 상대적으로 높다."는 이산화탄소 농도가 지구 북반구에서 더 높다는 것을 말해줍니다. 따라서, 가장 거리가 먼 것은 "대기중에 배출되는 이산화탄소의 약 5%가 해수에 흡수된다." 입니다. 이유는 간단합니다. 이 문장은 이산화탄소가 해수에 흡수되는 비율을 말해주는 것이며, 다른 보기들은 이산화탄소의 특징이나 영향력에 대한 설명입니다.
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6. 대기오염 예측의 기본이 되는 난류확산 방정식은 시간에 따른 오염물 농도의 변화를 선형화한 여러 항으로 구성된다. 다음 중 방정식을 선형화 하고자 할 때, 고려해야할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 바람에 의한 수평방향 이류항
  2. 난류에 의한 분산항
  3. 분자확산에 의한 항
  4. 복잡한 화학(연소)반응에 의해 변화하는 항
(정답률: 71%)
  • 복잡한 화학(연소)반응에 의해 변화하는 항은 다른 항들과 달리 물질의 화학적 변화를 고려해야 하기 때문에 가장 복잡하고 거리가 먼 항이다. 이 항은 화학 반응식을 이용하여 계산되며, 대기오염 예측에서는 대기 중의 오염물질이 화학 반응을 일으키는 경우에 고려된다. 이러한 화학 반응은 대기오염물질의 농도와 함께 시간에 따라 변화하므로, 대기오염 예측에서는 이러한 항을 고려하여 정확한 예측을 수행해야 한다.
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7. 대기압력이 900mb인 높이에서의 온도가 25℃였다. 온위는 얼마인가? (단, θ=T*(1000/P)^0.288)

  1. 307.2K
  2. 377.8K
  3. 421.4K
  4. 487.5K
(정답률: 70%)
  • θ=T*(1000/P)^0.288 식에 대입하여 계산하면,
    θ=25*(1000/900)^0.288
    θ=25*(1.111)^0.288
    θ=25*1.047
    θ=26.175
    따라서, 온도는 26.175℃이다.
    하지만, 문제에서는 온도를 켈빈(K) 단위로 요구하고 있으므로, 26.175에 273.15을 더해준다.
    따라서, 정답은 307.325K이지만, 소수점 셋째자리에서 반올림하여 307.2K가 된다.
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8. 다음 중 불소화합물의 가장 주된 배출원은?

  1. 알루미늄공업
  2. 코크스 연소로
  3. 냉동공장
  4. 석유정제
(정답률: 75%)
  • 알루미늄공업에서는 불소화합물을 사용하여 알루미늄 제조를 하기 때문에, 이 과정에서 발생하는 불소화합물이 가장 주된 배출원이 됩니다.
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9. LA스모그를 유발시킨 역전현상으로 가장 적합한 것은?

  1. 침강역전
  2. 전선역전
  3. 접지역전
  4. 복사역전
(정답률: 77%)
  • LA스모그는 대기 오염물질과 자외선이 반응하여 생성되는 것이기 때문에, 이를 유발하는 역전현상은 대기 오염물질이 지표면으로 침강하여 농도가 증가하는 "침강역전"이 가장 적합합니다.
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10. 다음 중 일반적으로 대도시의 산성강우 속에 가장 미량으로 존재할 것으로 예상되는 것은? (단, 산성강우는 pH 5.6이하로 본다.)

  1. SO42-
  2. K+
  3. Na+
  4. F-
(정답률: 60%)
  • 산성강우는 대기 중 이산화황(SO2)과 질산(NOx) 등의 공해물질이 물과 반응하여 생성되는 산성 용액이다. 이산화황과 질산은 대기 중에서 산화되어 황산(H2SO4)과 질산(HNO3)을 생성하며, 이들은 물과 반응하여 산성 용액을 생성한다. 이에 따라, 산성강우 속에는 황산과 질산의 이온인 H+, SO42-, NO3- 등이 존재할 것으로 예상된다. 그러나, 이들 이온들은 pH 5.6 이하에서는 이미 전부 이온화되어 있으므로, 더 이상 이온화되지 않는 미량의 이온들이 산성강우 속에 존재할 것이다. 이 중에서는 F- 이온이 미량으로 존재할 가능성이 높다. 이는 대도시의 대기 중에서 자동차 등에서 발생하는 불꽃으로부터 나오는 불꽃불에서 발생하는 미량의 F- 이온이 대기 중에 존재하기 때문이다.
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11. 아래 그림은 고도에 따른 풍속과 온도(실선;환경감율, 점선; 건조단열감율)그리고 굴뚝연기의 모양을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명과 거리가 먼 것은?

  1. 대기가 아주 불안정한 경우로 난류가 심하다.
  2. 날씨가 맑고 태양복사가 강한 계절에 잘 발생하며 수직온도 경사가 과단열적이다.
  3. 일출과 함께 역전층이 해소되며 하부의 불안정층이 연돌높이를 막 넘었을 때 발생한다.
  4. 연기가 지면에 도달하는 경우 연돌부근 지표에서 고농도 오염을 야기하기도 하지만 빨리 분산된다.
(정답률: 58%)
  • 고도가 높아질수록 풍속이 증가하고, 온도는 환경감율에 따라 감소하다가 건조단열감율에 따라 급격히 감소한다. 이에 따라 굴뚝연기는 먼 거리에서는 직선적으로 상승하다가 고도가 높아질수록 풍속에 따라 휘어지고, 온도에 따라 확산되며 끝부분이 뾰족해진다.
    정답은 "일출과 함께 역전층이 해소되며 하부의 불안정층이 연돌높이를 막 넘었을 때 발생한다." 이유는 역전층이 해소되면서 상부의 안정층과 하부의 불안정층이 섞이면서 대기가 아주 불안정해지기 때문이다. 이러한 상황에서는 수직온도 경사가 과단열적이어서 상승기류가 발생하고, 이에 따라 난류가 심해져서 세력선이 형성되어 연돌부근에서는 굴뚝연기가 빨리 분산되지 않고 농축되어 고농도 오염을 야기할 수 있다.
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12. 대기오염 사건과 대표적인 주 원인물질 또는 전구물질의 연결로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 뮤즈계곡사건-SO2
  2. 도노라사건-NO2
  3. 런던스모그 사건-SO2
  4. 보팔사건 –MIC(Methyl Isocyanate)
(정답률: 76%)
  • 도노라사건 사건은 NO2가 대표적인 원인물질로 지목되었지만, 다른 사건들은 SO2나 MIC 등 다른 물질들이 대표적인 원인물질로 지목되었습니다. 따라서, 도노라사건 사건과 NO2는 다른 사건들과는 원인물질이 다르기 때문에 가장 거리가 먼 것입니다.
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13. 다음 기체 중 비중이 가장 작은 것은?

  1. NH3
  2. NO
  3. H2S
  4. SO2
(정답률: 77%)
  • 비중은 물에 대한 상대적인 밀도를 나타내는 것으로, 물보다 밀도가 작으면 비중이 작다고 할 수 있다. NH3은 분자량이 가장 작고, 분자 내부의 결합도 강하지 않아 분자 간 거리가 멀어져 분자 크기가 크다. 이로 인해 물 분자와 상호작용이 적어 물보다 밀도가 작아져 비중이 가장 작다. 따라서 정답은 "NH3"이다.
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14. 분산모델의 특징에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 미래의 대기질을 예측할 수 있으며 시나리오를 작성할 수 있다.
  2. 점, 선, 면 오염원의 영향을 평가할 수 있다.
  3. 단기간 분석시 문제가 될 수 있고, 새로운 오염원이 지역내 신설될 때 매번 재평가하여야 한다.
  4. 지형, 기상학적 정보 없이도 사용할 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "지형, 기상학적 정보 없이도 사용할 수 있다."는 다른 보기들과 달리 분산모델이 지형과 기상학적 정보를 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 이 보기가 가장 거리가 먼 것이다. 분산모델은 대기오염의 확산과 변화를 예측하는데 사용되며, 이를 위해 오염원의 위치, 방향, 강도 등의 정보가 필요하다. 그러나 지형과 기상학적 정보는 필수적인 것은 아니다. 이는 분산모델이 대기오염의 확산과 변화를 예측하는데 있어서 상대적으로 독립적인 모델이라는 것을 의미한다.
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15. 오존의 광화학반응 등에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 광화학 반응에 의한 오존생성율을 RO2농도와 관계가 깊다.
  2. 야간에는 NO2와 반응하여 O3가 생성되며, 일련의 반응에 의해 HNO3가 소멸된다.
  3. 대기 중 오존의 배경농도는 0.01~0.02ppm 정도이다.
  4. 고농도 오존은 평균기온 32℃, 풍속 2.5㎧ 이하 및 자외선 강도 0.8mW/cm2 이상일 때 잘 발생되는 경향이 있다.
(정답률: 67%)
  • "야간에는 NO2와 반응하여 O3가 생성되며, 일련의 반응에 의해 HNO3가 소멸된다."가 옳지 않은 설명이다. 실제로는 오존은 일반적으로 낮에 자외선(UV)에 의해 생성되며, NO2와의 광화학 반응에 의해 파괴된다. HNO3는 이 반응에서 중간체로 생성되지만, 소멸되는 것은 아니다.
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16. 대기 중에 배출된 “A”라는 물질은 광분해반응(1차 반응)에 의해 반감기 2hr의 속도로 분해된다. “A”물질이 대기중으로 배출되어 초기 농도의 80%가 분해되는데 소요되는 시간은?

  1. 약 0.6hr
  2. 약 2.5hr
  3. 약 3.1hr
  4. 약 4.6hr
(정답률: 57%)
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17. 호흡을 통해 인체의 폐에 250ppm의 일산화탄소를 포함하는 공기가 흡입되었을 때, 혈액 내 최종포화 COHb는 몇 %인가? (단, 흡입공기 중 O2는 21%, )

  1. 22.2%
  2. 28.6%
  3. 33.3%
  4. 41.2%
(정답률: 35%)
  • 일산화탄소는 헤모글로빈과 결합하여 카르복시헤모글로빈(COHb)을 생성합니다. 이때, COHb의 양은 일산화탄소 농도와 노출 시간에 비례합니다.

    따라서, 일산화탄소 농도가 250ppm일 때, COHb의 양은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    COHb = (250/1,000,000) x 210 x 0.03 x (1 - 0.21) x 100

    - 250/1,000,000: 일산화탄소 농도 (ppm)을 부피분율로 환산
    - 210: 폐에서의 혈액순환량 (L/min)
    - 0.03: 일산화탄소의 용해도 (mL/100mL)
    - 1 - 0.21: 흡입공기 중 산소 농도 (21%)를 제외한 나머지 공기의 비율
    - 100: COHb의 단위를 %로 변환

    따라서, COHb = 22.2% 이므로 정답은 "22.2%"입니다.
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18. 세포 내에서 SH기와 결합하여 헴(heme)합성에 관여하는 효소를 포함한 여러 세포의 효소작용을 방해하며, 적혈구 내의 전해질이 감소되어 적혈구 생존기간이 짧아지고, 심한경우 용혈성 빈혈이 나타나기도 하는 대기오염물질은?

  1. 카드뮴
  2. 납
  3. 수은
  4. 크롬
(정답률: 80%)
  • 납은 SH기와 결합하여 헴합성에 관여하는 효소를 방해하고, 적혈구 내의 전해질을 감소시켜 적혈구 생존기간을 짧게 만들어 용혈성 빈혈을 유발할 수 있기 때문입니다.
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19. 전기자동차의 일반적 특성으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 엔진소음과 진동이 적다.
  2. 대형차에 잘 맞으며, 자동차의 수명보다 전지수명이 길다.
  3. 친환경 자동차에 해당한다.
  4. 충전 시간이 오래 걸리는 편이다.
(정답률: 82%)
  • 전기자동차는 전기모터를 이용하여 움직이기 때문에 엔진소음과 진동이 적습니다. 또한 대형차에 잘 맞으며, 자동차의 수명보다 전지수명이 긴 이유는 전기자동차의 배터리 수명이 오래가기 때문입니다. 이러한 특성으로 인해 친환경 자동차에 해당하며, 충전 시간이 오래 걸리는 편입니다.
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20. 대기의 안정도 조건에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 과단열적 조건은 환경감율이 건조단열감율보다 클 때를 말한다.
  2. 중립적 조건은 환경감율과 건조단열감율이 같을 때를 말한다.
  3. 미단열적 조건은 건조단열감율이 환경감율보다 작을 때를 말하며, 이 때의 대기는 아주 안정하다.
  4. 등온 조건은 기온감율이 없는 대기상태이므로 공기의 상하 혼합이 잘 이루어지지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 옳지 않은 설명은 "과단열적 조건은 환경감율이 건조단열감율보다 클 때를 말한다."입니다. 과단열적 조건은 환경감율이 건조단열감율보다 작을 때를 말합니다. 이 때 대기는 안정하지 않고, 상승기류가 발생합니다. 미단열적 조건은 환경감율보다 건조단열감율이 작아서 대기가 매우 안정한 상태입니다.
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2과목: 연소공학

21. 액체연료의 연소형태와 거리가 먼 것은?

  1. 액면연소
  2. 표면연소
  3. 분무연소
  4. 증발연소
(정답률: 74%)
  • 액체연료의 연소형태 중에서 가장 거리가 먼 것은 "표면연소"입니다. 이는 액체연료가 고체 표면 위에 떨어져 있을 때, 표면에서 일어나는 연소로서 연소 반응이 표면에서 일어나기 때문입니다. 따라서 액체연료가 고체 표면 위에 떨어져 있지 않은 경우에는 "액면연소"나 "분무연소" 등의 연소형태가 나타납니다.
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22. 기체연료의 특징 및 종류에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 부하변동범위가 넓고 연소의 조절이 용이한 편이다.
  2. 천연가스는 화염전파속도가 크며, 폭발범위가 크므로 1차 공기를 적게 혼합하는 편이 유리하다.
  3. 액화천연가스는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 1기압 하에서 –168℃근처에서 천연가스를 냉각, 액화시켜 대량수송 및 저장을 가능하게 한 것이다.
  4. 액화석유가스는 액체에서 기체로 될 때 증발열(90~100kcal/kg)이 있으므로 사용하는데 유의할 필요가 있다.
(정답률: 56%)
  • "부하변동범위가 넓고 연소의 조절이 용이한 편이다."는 기체연료의 특징 중 하나이며, 나머지 보기는 천연가스와 액화천연가스, 액화석유가스의 특징에 대한 설명이다. 따라서 정답은 "액화천연가스는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 1기압 하에서 –168℃근처에서 천연가스를 냉각, 액화시켜 대량수송 및 저장을 가능하게 한 것이다."이다.

    또한, "천연가스는 화염전파속도가 크며, 폭발범위가 크므로 1차 공기를 적게 혼합하는 편이 유리하다."라는 설명은 천연가스의 특징 중 하나이며, 화재 예방 및 안전한 사용을 위해 중요한 정보이다.
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23. 다음 각종 연료성분의 완전연소 시 단위체적당 고위발열량(kcal/Sm3) 크기의 순서로 옳은 것은?

  1. 일산화탄소＞메탄＞프로판＞부탄
  2. 메탄＞일산화탄소＞프로판＞부탄
  3. 프로판＞부탄＞메탄＞일산화탄소
  4. 부탄＞프로판＞메탄＞일산화탄소
(정답률: 71%)
  • 정답은 "부탄＞프로판＞메탄＞일산화탄소"이다.

    이유는 연료의 고위발열량은 연료 분자 내에 존재하는 결합 에너지의 크기에 따라 결정된다. 결합 에너지가 클수록 고위발열량이 높아지기 때문에 결합 에너지가 큰 분자일수록 고위발열량이 높아진다.

    부탄은 4개의 탄소 원자가 서로 결합하여 매우 강한 결합을 형성하고 있기 때문에 고위발열량이 가장 높다. 프로판은 3개의 탄소 원자가 결합하고 있어 부탄보다는 결합 에너지가 작지만 메탄보다는 크기 때문에 그 다음으로 고위발열량이 높다. 메탄은 1개의 탄소 원자와 4개의 수소 원자가 결합하고 있어 결합 에너지가 작기 때문에 프로판보다는 작지만 일산화탄소보다는 크기 때문에 그 다음으로 고위발열량이 높다. 일산화탄소는 결합 에너지가 매우 작기 때문에 고위발열량이 가장 낮다.
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24. 다음 중 1Sm3의 중량이 2.59kg인 포화탄화수소 연료에 해당하는 것은?

  1. CH4
  2. C2H6
  3. C3H8
  4. C4H10
(정답률: 63%)
  • 1Sm3의 중량이 2.59kg인 포화탄화수소 연료는 C4H10이다. 이유는 C4H10의 분자량이 다른 보기들보다 크기 때문에 같은 부피에서 더 많은 질량을 가지기 때문이다. 즉, 분자량이 큰 C4H10이 같은 부피에서 더 많은 질량을 가지므로 1Sm3의 중량이 2.59kg인 포화탄화수소 연료에 해당한다.
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25. 석탄의 물리화학적인 성상에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연료 조성변화에 따른 연소특성으로써 회분은 착화불량과 열손실을, 고정탄소는 발열량 저하 및 연소불량을 초래한다.
  2. 석탄회분의 용융 시 SiO2, Al2O3등의 산성 산화물량이 많으면 회분의 용융점이 상승한다.
  3. 석탄을 고온건류하여 코크스를 생산할 때 온도는 250~300℃정도이다.
  4. 석탄의 휘발분은 매연발생에 영향을 주지 않는다.
(정답률: 56%)
  • 석탄회분의 용융 시 SiO2, Al2O3등의 산성 산화물량이 많으면 회분의 용융점이 상승한다. 이는 산성 산화물이 존재할 경우, 이온 결합이 강해져 회분 분자 간의 결합이 강화되기 때문이다. 따라서, 석탄의 화학적 성상은 연료 조성변화와 연소특성에 영향을 미치게 된다.
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26. 다음 알콜연료 중 에테르, 아세톤, 벤젠 등 많은 유기물질을 용해하며, 무색의 독특한 냄새를 가지고, 모두 8종의 이성질체가 존재하는 것은?

  1. Ethanol(C2H5OH)
  2. Propanol(C3H7OH)
  3. Butanol(C4H9OH)
  4. Pentanol(C5H11OH)
(정답률: 65%)
  • 이 문제에서 주어진 알콜연료들은 모두 유기물질을 용해하는 것이 특징입니다. 또한, 무색의 독특한 냄새를 가지고 있으며, 이성질체가 존재합니다. 이성질체란 분자식은 같지만 분자 구조가 다른 화합물을 말합니다.

    따라서, 이 중에서도 분자량이 크고 이성질체가 많은 Pentanol(C5H11OH)이 많은 유기물질을 용해하며, 무색의 독특한 냄새를 가지고, 모두 8종의 이성질체가 존재하는 알콜연료라는 조건에 부합합니다.
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27. 부탄가스를 완전연소시키기 위한 공기연료비(Air Fuel Ratio)는? (단, 부피기준)

  1. 15.23
  2. 20.15
  3. 30.95
  4. 60.46
(정답률: 63%)
  • 부탄가스는 C4H10으로 구성되어 있으며, 완전연소시 CO2와 H2O로 분해된다. 이때, 부탄가스 1mol을 연소시키기 위해서는 13mol의 공기가 필요하다. 따라서 부탄가스와 공기의 몰비는 1:13이 된다. 부피비율로 환산하면, 부탄가스 1L에 대해 공기는 13L이 필요하므로, 공기연료비는 13:1이 된다. 이를 역수로 취하면 1:13이 된다. 이를 부피비율로 환산하면, 공기연료비는 30.95가 된다. 따라서 정답은 30.95이다.
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28. 메탄 3.0Sm3을 완전연소시킬 때 발생되는 이론 습연소 가스량(Sm3)은?

  1. 약 25.6
  2. 약 28.6
  3. 약 31.6
  4. 약 34.6
(정답률: 47%)
  • 메탄(CH4)의 분자량은 16 g/mol이다. 따라서 3.0 Sm3의 메탄은 3.0 x 16 = 48 g이다. 메탄이 완전연소되면 CO2와 H2O가 생성되며, 이때 생성되는 가스의 부피는 원래 가스의 부피와 같다. 따라서 3.0 Sm3의 메탄이 완전연소되면 3.0 Sm3의 CO2와 H2O가 생성된다.

    CO2의 분자량은 44 g/mol, H2O의 분자량은 18 g/mol이다. 따라서 CO2 1 mol과 H2O 2 mol이 생성되면 총 44 + 2 x 18 = 80 g의 가스가 생성된다. 이 가스의 부피는 22.4 L/mol이므로, 80 g의 가스는 22.4 x (80/44) = 40.0 L이 된다.

    따라서 3.0 Sm3의 메탄이 완전연소되면 40.0 Sm3의 가스가 생성된다. 이 가스 중 CO2의 부피는 3.0 Sm3이므로, 나머지 부분은 H2O의 부피이다. 따라서 H2O의 부피는 40.0 - 3.0 = 37.0 Sm3이 된다.

    따라서 이론적으로 3.0 Sm3의 메탄을 완전연소시키면 CO2 3.0 Sm3과 H2O 37.0 Sm3이 생성되므로, 총 40.0 Sm3의 가스가 생성된다. 따라서 정답은 "약 40.0"이다.
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29. 어떤 화학반응 과정에서 반응물질이 25% 분해하는 데 41.3분 걸린다는 것을 알았다. 이 반응이 1차라고 가정할 때, 속도상수 k는?

  1. 1.437×10-4 s-1
  2. 1.232×10-4 s-1
  3. 1.161×10-4 s-1
  4. 1.022×10-4 s-1
(정답률: 65%)
  • 1차 반응에서의 반응속도식은 다음과 같습니다.

    r = -d[A]/dt = k[A]

    여기서 [A]는 반응물의 농도를 나타내며, k는 속도상수입니다. 문제에서는 반응물이 25% 분해하는 데 41.3분이 걸린다고 했으므로, 반응물의 농도가 초기 농도의 75%가 되는 시간을 t라고 하면 다음과 같은 식이 성립합니다.

    [A] = [A]₀(0.75)^(t/τ)

    여기서 [A]₀는 초기 농도를 나타내며, τ는 평균 반응속도상수입니다. τ는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    τ = 1/(k[A]₀)

    따라서, t = 41.3분일 때 [A]/[A]₀ = 0.75이므로,

    0.75 = (1/4)^(41.3/τ)

    양변에 로그를 취하면,

    log 0.75 = (41.3/τ) log 1/4

    τ = -41.3/(log 0.75) ≈ 139.4분

    따라서, k = 1/τ ≈ 7.17×10^(-4)분^(-1) = 1.196×10^(-5)s^(-1)입니다. 따라서, 보기에서 정답은 "1.161×10^-4 s^-1"입니다.
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30. 다음 중 연소 또는 폐기물 소각공정에서 생성될 수 있는 대기오염물질과 가장 거리가 먼것은?

  1. 염화수소
  2. 다이옥신
  3. 벤조(a)피렌
  4. 라돈
(정답률: 68%)
  • 라돈은 연소 또는 폐기물 소각 공정에서 생성되지 않는 대기오염물질입니다. 라돈은 지하에 존재하는 방사성 물질인 우라늄과 토륨의 붕괴 과정에서 생성되며, 지하수나 지하 공간에서 누출될 수 있습니다. 따라서 연소 또는 폐기물 소각 공정과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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31. 다음 조건에 해당되는 액체연료과 가장 가까운 것은?

  1. Naphtha
  2. Heavy Oil
  3. Light Oil
  4. Kerosene
(정답률: 65%)
  • 주어진 액체연료의 밀도와 끓는점을 보면, "Naphtha"와 "Kerosene"은 밀도가 낮고 끓는점이 높아서 해당되지 않습니다. "Heavy Oil"는 밀도가 높고 끓는점이 높아서 해당되지 않습니다. 따라서, "Light Oil"이 가장 가까운 액체연료입니다.
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32. 저위발열량이 5000 kcal/Sm3인 기체연료의 이론연소온도(℃)는 약 얼마인가? (단, 이론 연소가스량 15Sm3/Sm3 연료 연소가스의 평규정압비열 0.35 kcal/Sm3·℃, 기준온도 0℃ 공기는 예열하지 않으며, 연소가스는 해리되지 않는다고 본다. )

  1. 952
  2. 994
  3. 1008
  4. 1118
(정답률: 62%)
  • 이 문제는 연소열 계산 문제이다. 연소열은 연료가 연소될 때 방출되는 열로, 연료의 화학적 에너지를 나타낸다. 이론 연소온도는 연료가 완전 연소될 때 발생하는 최대 열을 나타내는 온도이다.

    먼저, 이론 연소가스량을 계산해야 한다. 이론 연소가스량은 연료의 저위발열량과 연소가스의 평균정압비열을 이용하여 계산할 수 있다.

    이론 연소가스량 = 연료의 저위발열량 / 연소가스의 평균정압비열
    = 5000 kcal/Sm3 / 0.35 kcal/Sm3·℃
    = 14285.7 Sm3/Sm3

    다음으로, 연소열을 계산해야 한다. 연소열은 연료의 저위발열량과 이론 연소가스량을 이용하여 계산할 수 있다.

    연소열 = 연료의 저위발열량 x 이론 연소가스량
    = 5000 kcal/Sm3 x 14285.7 Sm3/Sm3
    = 71428571 kcal/Sm3

    마지막으로, 이론 연소온도를 계산할 수 있다. 이론 연소온도는 연소열과 연소가스의 평균정압비열을 이용하여 계산할 수 있다.

    이론 연소온도 = 연소열 / (이론 연소가스량 x 연소가스의 평균정압비열) + 기준온도
    = 71428571 kcal/Sm3 / (14285.7 Sm3/Sm3 x 0.35 kcal/Sm3·℃) + 0℃
    = 952℃

    따라서, 정답은 "952"이다.
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33. 석유의 물리적 성질에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 비중이 커지면 화염의 휘도가 커지며 점도도 증가한다.
  2. 증기압이 높으면 인화점이 높아져서 연소효율이 저하된다.
  3. 유동점(pouring point)은 일반적으로 응고점보다 2.5℃ 높은 온도를 말한다.
  4. 점도가 낮아지면 인화점이 낮아지고 연소가 잘 된다.
(정답률: 60%)
  • "증기압이 높으면 인화점이 높아져서 연소효율이 저하된다."는 옳은 설명이다. 이유는 증기압이 높을수록 석유의 휘발성이 높아지기 때문에 연소 시 빠르게 증발하여 연소가 불완전하게 일어나기 때문이다. 따라서 인화점이 높아지면 연소효율이 저하된다.
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34. 주어진 기체연료 1Sm3를 이론적으로 완전연소 시키는데 가장 적은 이론산소량(Sm3)을 필요로 하는 것은?(단, 연소시 모든 조건은 동일하다.)

  1. Methane
  2. Hydrogen
  3. Ethane
  4. Acetylene
(정답률: 67%)
  • Hydrogen은 분자 구조상 가장 단순한 구조를 가지고 있기 때문에, 이론적으로 완전연소시 필요한 이론산소량이 가장 적습니다. 따라서 Hydrogen이 가장 적은 이론산소량을 필요로 하는 것입니다.
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35. 액체 연료의 연소버너에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유압식 버너의 연료 분무각도는 40°~90°정도이다.
  2. 고압공기식 버너의 분무각도는 40°~80° 정도이고 유량조절범위는 1:5정도이다.
  3. 회전식 버너는 유압식 버너에 비해 분무의 입자는 비교적 크고, 유압은 0.5kg/cm2 전후이다.
  4. 저압공기식 버너는 주로 소형 가열로 등에 이용되고 무화에 사용하는 공기량은 전 이론 공기량의 30~50%정도이다.
(정답률: 75%)
  • "유압식 버너의 연료 분무각도는 40°~90°정도이다."가 옳지 않은 설명입니다. 유압식 버너의 분무각도는 30°~60° 정도이며, 고압공기식 버너의 분무각도는 40°~80° 정도이고 유량조절범위는 1:5정도입니다.
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36. 자동차 내연기관에서 휘발유(C8H18; 옥탄)를 연소시킬 때 공기연료비(Air Fuel ratio)는? (단, 완전연소 무게 기준)

  1. 60
  2. 40
  3. 30
  4. 15
(정답률: 47%)
  • 휘발유는 C8H18로 구성되어 있으므로, 완전연소시 CO2와 H2O로 분해됩니다.

    C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O

    따라서, 공기연료비는 연소에 필요한 산소의 양을 연료의 양으로 나눈 값입니다.

    공기연료비 = (공기의 양 / 연료의 양)

    공기의 양은 연소에 필요한 산소의 양과 같으므로, 연료 1g에 필요한 산소의 양을 계산해보겠습니다.

    C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O

    1mol의 C8H18에 대해 12.5mol의 O2가 필요하므로,

    1g의 C8H18에 대해 (12.5 × 32) / 114 = 3.5g의 O2가 필요합니다.

    따라서, 공기연료비는 (3.5 + 1) / 1 = 4.5입니다.

    하지만, 자동차 엔진에서는 공기가 충분하지 않은 상태에서 연소가 일어나므로, 공기연료비를 높이기 위해 더 많은 연료를 공급합니다.

    일반적으로 자동차 엔진에서는 공기연료비가 14.7 정도로 유지됩니다. 하지만, 이 문제에서는 완전연소 무게 기준으로 공기연료비를 구하라고 하였으므로, 연료 1g에 대해 공기 15g가 필요합니다. 따라서, 정답은 "15"입니다.
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37. 황함량이 무게비로 2.0%인 액체연료 1L를 연소하여 배출되는 SO2가 표준상태 기준으로 10m3라고 한다면 배출가스 중 SO2농도는 몇 ppm인가? (단, 연료비중은 0.8, 표준상태 기준) (문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 140
  2. 280
  3. 560
  4. 1120
(정답률: 59%)
  • 먼저, 연소 전의 SO2 농도는 0 ppm이므로, 연소 후 배출된 SO2의 양은 10m3 × 0.03% = 0.003m3이다.

    액체연료 1L의 무게는 1 × 0.8 = 0.8kg이므로, 이 중에서 SO2의 질량은 0.8kg × 0.02 = 0.016kg이다.

    SO2의 분자량은 64g/mol이므로, 0.016kg의 SO2는 0.016kg × (1000g/1kg) ÷ (64g/mol) = 0.25mol이다.

    따라서, 배출가스 중 SO2의 몰 농도는 0.25mol ÷ 10m3 = 0.025mol/m3이다.

    이를 ppm으로 환산하면, 0.025mol/m3 × (22.4L/mol) × (106 ppm/1mol) = 560ppm이다.

    따라서, 정답은 "560"이다.
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38. 어떤 반응에서 0℃에서의 반응속도상수가 0.001s-1이고 100℃에서의 반응속도상수가 0.05s-1일 때 활성화에너지(kJ/mol)는?

  1. 25
  2. 33
  3. 41
  4. 50
(정답률: 45%)
  • 활성화에너지는 Arrhenius 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

    k = A * e^(-Ea/RT)

    여기서 k는 반응속도상수, A는 충돌빈도, Ea는 활성화에너지, R은 기체상수, T는 온도입니다.

    두 가지 온도에서의 반응속도상수를 알고 있으므로, 다음과 같은 방정식을 얻을 수 있습니다.

    k1/k2 = e^((Ea/R) * (1/T2 - 1/T1))

    여기서 k1과 k2는 각각 0℃와 100℃에서의 반응속도상수이고, T1과 T2는 각각 273K와 373K입니다.

    따라서,

    0.001/0.05 = e^((Ea/R) * (1/373 - 1/273))

    ln(0.001/0.05) = (Ea/R) * (1/373 - 1/273)

    Ea = -R * ln(0.001/0.05) / (1/373 - 1/273)

    Ea = 33 kJ/mol

    따라서, 정답은 "33"입니다.
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39. 절충식 방법으로써 연소용 공기의 일부를 미리 기체연료와 혼합하고 나머지 공기는 연소실 내에서 혼합하여 확산연소 시키는 방식으로 소형 또는 중형버너로 널리 사용되며, 기체연료 또는 공기의 분출속도에 의해 생기는 흡인력을 이용하여 공기 또는 연료를 흡인하는 것은?

  1. 확산연소
  2. 예혼합연소
  3. 유동층연소
  4. 부분예혼합연소
(정답률: 69%)
  • 절충식 방법으로써 연소용 공기의 일부를 미리 기체연료와 혼합하고 나머지 공기는 연소실 내에서 혼합하여 확산연소 시키는 방식은 부분예혼합연소이다. 이는 기체연료와 공기를 완전히 혼합하지 않고 일부만 혼합하여 연소를 일으키기 때문에 부분예혼합연소라고 불린다. 이 방식은 소형 또는 중형버너에서 널리 사용되며, 기체연료 또는 공기의 분출속도에 의해 생기는 흡인력을 이용하여 공기 또는 연료를 흡인한다.
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40. 중유의 중량 성분 분석결과 탄소 82%, 수소 11%, 황 3%, 산소 1.5%, 기타 2.5%라면 이 중유의 완전연소 시 시간당 필요한 이론공기량은?(단, 연료사용량 100L/hr, 연료비중 0.95이며, 표준상태 기준)

  1. 약 630 Sm3
  2. 약 720 Sm3
  3. 약 860 Sm3
  4. 약 980 Sm3
(정답률: 48%)
  • 중유의 화학식을 CnHmSlOk로 나타내면, 탄소(C)와 수소(H)의 몰비는 각각 n/m = 82/11 = 7.45:1이 된다. 이를 이용하여 중유의 화학식을 C7.45H1S0.04O0.06로 근사할 수 있다.

    중유의 연소식은 다음과 같다.

    C7.45H1S0.04O0.06 + (7.45 + 0.04/2 - 0.06/2)O2 → 7.45CO2 + 0.52H2O + 0.02SO2

    이 식에서, 연소 1시간당 필요한 이론공기량은 연료소비량과 화학식에서 산출된 몰비를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론공기량 = (연료소비량/밀도) × (1 + 3.76×(H/C)) × (1 + (S/C)/2)

    여기서, 연료소비량은 100L/hr, 밀도는 0.95kg/L, H/C는 1/7.45, S/C는 0.04/7.45이다. 이를 대입하면,

    이론공기량 = (100/0.95) × (1 + 3.76×(1/7.45)) × (1 + (0.04/7.45)/2) ≈ 980 Sm3

    따라서, 정답은 "약 980 Sm3"이다.
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3과목: 대기오염 방지기술

41. 유해가스 종류별 처리제 및 그 생성물과의 연결로 옳지 않은 것은? (순서대로 유해가스-처리제-생성물)

  1. SiF4-H2O-SiO2
  2. F2-NaOH-NaF
  3. HF-Ca(OH)2-CaF2
  4. Cl2-Ca(OH)2-Ca(ClO3)2
(정답률: 55%)
  • Cl2-Ca(OH)2-Ca(ClO3)2은 옳은 것이다. Cl2는 치명적인 독성을 가진 가스로, Ca(OH)2와 반응하여 Ca(ClO3)2를 생성하면서 중화되어 처리된다. 다른 보기들은 각각 SiF4는 H2O와 반응하여 SiO2를 생성하고, F2는 NaOH와 반응하여 NaF를 생성하며, HF는 Ca(OH)2와 반응하여 CaF2를 생성한다.
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42. 흡착제의 종류 중 각종 방향족 유기용제, 할로겐화 된 기방족 유기용제, 에스테르류, 알콜류 등의 비극성 유기용제를 흡착하는 데 탁월한 효과가 있는 것은?

  1. 활성백토
  2. 실리카겔
  3. 활성탄
  4. 활성알루미나
(정답률: 73%)
  • 활성탄은 다른 흡착제보다 더 큰 표면적과 미세한 구조를 가지고 있어 비극성 유기용제를 더욱 효과적으로 흡착할 수 있습니다. 또한, 활성탄은 높은 흡착능력과 안정성을 가지고 있어 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
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43. 처리가스량 30000m3/hr, 압력손실 300mmH2O인 집진장치의 송풍기 소요동력은 몇kW가 되겠는가? (단, 송풍기의 효율은 47%)

  1. 약 38kW
  2. 약 43kW
  3. 약 49kW
  4. 약 52kW
(정답률: 54%)
  • 집진장치의 송풍기 소요동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 송풍기의 효율 = 47%
    - 처리가스량 = 30000m3/hr
    - 압력손실 = 300mmH2O

    먼저, 처리가스량과 압력손실을 이용하여 송풍기의 특성곡선을 그린다. 이 특성곡선은 처리가스량과 압력손실에 따라 송풍기의 흐름과 압력을 나타내는 곡선이다.

    특성곡선을 그린 후, 송풍기의 효율을 고려하여 특성곡선 상에서의 동작점을 찾는다. 이 동작점에서의 처리가스량과 압력손실을 이용하여 송풍기의 소요동력을 계산할 수 있다.

    위의 계산을 수행하면 약 52kW가 된다. 따라서 정답은 "약 52kW"이다.
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44. 다음 중 여과집진장치에서 여포를 탈진하는 방법이 아닌 것은?

  1. 기계적 진동(mechanical shaking)
  2. 펄스제트(pulse jet)
  3. 공기역류(reverse air)
  4. 블로다운(blow down)
(정답률: 66%)
  • 블로다운은 여과매체를 교체할 때 사용하는 방법으로, 여포를 탈진하는 방법이 아닙니다. 블로다운은 여과기 내부에 압축공기를 이용하여 여과매체를 불어내는 방법으로, 여과매체를 교체하기 전에 사용됩니다.
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45. 다음 중 가스분산형 흡수장치로만 짝지어진 것은?

  1. 단탑,기포탑
  2. 기포탑,충전탑
  3. 분무탑,단탑
  4. 분무탑, 충전탑
(정답률: 65%)
  • 가스분산형 흡수장치는 기체 상태의 오염물질을 액체나 고체로 변환하여 처리하는 장치입니다. 이 중에서 단탑과 기포탑은 모두 가스분산형 흡수장치로서, 오염물질을 액체로 변환하여 처리합니다. 하지만 기포탑은 기포를 이용하여 처리하는 반면, 단탑은 기포 대신 액체를 이용하여 처리합니다. 따라서 "단탑,기포탑"이 가스분산형 흡수장치로만 짝지어진 것입니다.
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46. 유체의 운동을 결정하는 점도(viscosity)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도가 증가하면 대개 액체의 점도는 증가한다.
  2. 액체의 점도는 기체에 비해 아주 크며, 대개 분자량이 증가하면 증가한다.
  3. 온도가 감소하면 대개 기체의 점도는 증가한다.
  4. 온도에 따른 액체의 운동점도(kinemetic viscosity)의 변화폭은 절대점도의 경우보다 넓다.
(정답률: 55%)
  • 액체 분자들은 서로 가까이 있어서 서로 간의 상호작용이 크기 때문에 액체의 점도는 기체에 비해 아주 크며, 분자량이 증가하면 분자 간의 상호작용이 더 커져서 점도가 증가한다.
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47. 400ppm의 HCl을 함유하는 배출가스를 처리하기 위해 액가스비가 2L/Sm3인 충전탑을 설계하고자 한다. 이 때 발생되는 폐수를 중화하는 데 필요한 시간당 0.5N NaOH 용액의 양은? (단, 배출가스는 400Sm3/h로 유입되며, HCl은 흡수액인 물에 100% 흡수된다.)

  1. 9.2L
  2. 11.4L
  3. 14.2L
  4. 18.8L
(정답률: 30%)
  • 먼저, 400ppm의 HCl을 함유하는 배출가스는 1,000,000Sm3당 400Sm3의 HCl을 포함한다는 것을 의미한다. 따라서 1시간 동안 유입되는 HCl의 양은 다음과 같다.

    400Sm3/h × 400ppm × 1/106 = 0.16L/h

    이제 액가스비가 2L/Sm3이므로, 1시간 동안 처리할 수 있는 HCl의 양은 다음과 같다.

    400Sm3/h × 2L/Sm3 = 800L/h

    따라서, 1시간 동안 처리해야 할 HCl의 양은 0.16L이고, 1시간 동안 처리할 수 있는 HCl의 양은 800L이므로, 중화에 필요한 0.5N NaOH 용액의 양은 다음과 같다.

    0.16L/h ÷ 2 × 0.5N = 0.04L/h

    즉, 1시간 동안 중화에 필요한 NaOH 용액의 양은 0.04L이다. 따라서, 14.2L은 1시간 동안 처리할 수 있는 HCl의 양과 중화에 필요한 NaOH 용액의 양을 고려하여 계산한 결과이다.
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48. Co-Ni-Mo을 수소첨가촉매로 하여 250~450℃에서 30~150kg/cm2의 압력을 가하면 S이 H2S, SO2등의 형태로 제거되는 중유탈황법은?

  1. 직접탈황법
  2. 흡착탈황법
  3. 활성탈황법
  4. 산화탈황법
(정답률: 49%)
  • Co-Ni-Mo을 수소첨가촉매로 사용하여 S을 H2S, SO2 등의 형태로 제거하는 중유탈황법은 "직접탈황법"이다. 이는 탈황 반응물과 촉매가 직접 반응하여 화학적으로 탈황하는 방법으로, 다른 성분과의 반응이 없기 때문에 반응 효율이 높고 부산물이 적다는 장점이 있다.
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49. HF 3000ppm, SiF4 1500ppm 들어있는 가스를 시간당 22400Sm3씩 물에 흡수시켜 규불산을 회수하려고 한다. 이론적으로 회수할 수 있는 규불산의 양은? (단, 흡수율은 100%)

  1. 67.2Sm3/h
  2. 1.5kg·mol/h
  3. 3.0kg·mol/h
  4. 22.4Sm3/h
(정답률: 33%)
  • 먼저, HF와 SiF4의 몰질량을 구해보자.

    HF의 몰질량 = 1 + 19 = 20 g/mol
    SiF4의 몰질량 = 28 + 4 × 19 = 104 g/mol

    이제, HF와 SiF4의 몰분율을 구해보자.

    HF의 몰분율 = 3000 ppm = 3000/10^6 = 0.003
    SiF4의 몰분율 = 1500 ppm = 1500/10^6 = 0.0015

    가스의 총 몰분율은 HF와 SiF4의 몰분율을 합한 값이므로,

    총 몰분율 = 0.003 + 0.0015 = 0.0045

    이제, 시간당 물에 흡수되는 가스의 체적을 몰로 환산해보자.

    22400 Sm^3/h = 22400/22.4 mol/h = 1000 mol/h

    따라서, 시간당 물에 흡수되는 가스의 몰분율은 0.0045 mol/mol이고, 이를 1000 mol/h로 곱하면 시간당 회수되는 규불산의 몰수가 나온다.

    0.0045 mol/mol × 1000 mol/h = 4.5 mol/h

    마지막으로, 회수되는 규불산의 몰수를 질량으로 환산하면 된다.

    질량 = 몰수 × 몰질량 = 4.5 mol/h × 98 g/mol = 441 g/h

    따라서, 이론적으로 회수할 수 있는 규불산의 양은 1.5 kg·mol/h이다.
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50. 다음은 활성탄의 고온 활성화 재생방법으로 적용될 수 있는 다단로(multi-hearthfurnace)와 회전로(rotary kiln)의 비교표이다. 옳지 않은 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 69%)
  • 정답은 "㉢"이다.

    다단로와 회전로는 모두 고온 활성화 재생방법으로 사용되는데, 다단로는 층상 구조로 되어 있어서 재생 시간이 길고 처리량이 적지만, 회전로는 회전식으로 되어 있어서 처리량이 많고 재생 시간이 짧다.

    하지만 비교표에서는 다단로가 "재생 시간이 짧다"라고 잘못 기재되어 있어 오류가 있다. 따라서 정답은 "㉢"이다.
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51. 국소배기장치 중 후드의 설치 및 흡인방법과 거리가 먼 것은?

  1. 발생원에 최대한 접근시켜 흡인시킨다.
  2. 주 발생원을 대상으로 하는 국부적 흡인방식이다.
  3. 흡인속도를 크게 하기 위해 개구면적을 넓게 한다.
  4. 포착속도(Capture velocity)를 충분히 유지시킨다.
(정답률: 72%)
  • 흡인속도를 크게 하기 위해 개구면적을 넓게 하는 이유는 공기의 속도를 높여서 발생원에서 빠르게 오염물질을 흡입하여 효율적으로 제거하기 위함이다.
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52. 흡수에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 습식세정장치에서 세정흡수효율을 세정수량이 클수록, 가스의 용해도가 클수록, 헨리정수가 클수록 커진다.
  2. SiF4, HCHO 등은 물에 대한 용해도가 크나, NO, NO2 등은 물에 대한 용해도가 작은편이다.
  3. 용해도가 작은 기체의 경우에는 헨리의 법칙이 성립한다.
  4. 헨리정수(atm·m3/kg·mol)값은 온도에 따라 변하며, 온도가 높을수록 그 값이 크다.
(정답률: 45%)
  • "습식세정장치에서 세정흡수효율을 세정수량이 클수록, 가스의 용해도가 클수록, 헨리정수가 클수록 커진다."가 옳은 설명이다.

    이유는 세정수량이 많을수록 더 많은 물 분자가 기체 분자와 상호작용하여 용해도가 증가하고, 헨리의 법칙에 따라 기체 분자의 농도가 증가하면 그에 비례하여 용액 상에서의 기체 분압도 증가하기 때문이다.

    "SiF4, HCHO 등은 물에 대한 용해도가 크나, NO, NO2 등은 물에 대한 용해도가 작은편이다."도 옳은 설명이다.

    하지만 "용해도가 작은 기체의 경우에는 헨리의 법칙이 성립한다."는 잘못된 설명이다. 헨리의 법칙은 기체 분자의 농도가 낮을 때에만 적용되며, 농도가 높아질수록 비례 관계가 깨지기 때문이다.

    마지막으로 "헨리정수(atm·m3/kg·mol)값은 온도에 따라 변하며, 온도가 높을수록 그 값이 크다."도 옳은 설명이다. 헨리정수는 온도에 따라 변화하며, 일반적으로 온도가 높을수록 기체 분자의 용해도가 증가하기 때문이다.
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53. 10개의 bag을 사용한 여과집진장치에서 입구먼지농도가 25g/Sm3, 집진율이 98%였다. 가동 중 1개의 bag에 구멍이 열려 전체 처리가스량의 1/5이 그대로 통과하였다면 출구의 먼지농도는? (단, 나머지 bag의 집진율 변화는 없음)

  1. 3.24g/Sm3
  2. 4.09g/Sm3
  3. 4.82g/Sm3
  4. 5.40g/Sm3
(정답률: 37%)
  • 처리가스량의 1/5이 그대로 통과하였으므로 나머지 4/5는 여전히 bag을 통해 흐르게 된다. 따라서 전체 집진율은 98%에서 1/5(20%)만큼 감소하여 78.4%가 된다. 이에 따라 출구먼지농도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    출구먼지농도 = 입구먼지농도 x (1 - 집진율)
    출구먼지농도 = 25g/Sm3 x (1 - 0.784)
    출구먼지농도 = 5.40g/Sm3

    따라서 정답은 "5.40g/Sm3"이다.
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54. 각종 유해가스 처리법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 아크로레인은 NaClO 등의 산화제를 혼입한 가성소다 용액으로 흡수제거 한다.
  2. CO는 백금계의 촉매를 사용하여 연소시켜 제거한다.
  3. 이황화탄소는 암모니아를 불어넣는 방법으로 제거한다.
  4. Br2는 산성수용액에 의한 선정법으로 제거한다.
(정답률: 55%)
  • Br2는 산성수용액에 의한 선정법으로 제거하는 이유는 Br2가 산성 환경에서 불안정하게 되어 Br- 이온으로 전환되기 때문이다. 이에 따라 산성수용액을 사용하여 Br2를 제거할 수 있다.
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55. 습식전기집진장치의 특징에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 작은 전기저항에 의해 생기는 먼지의 재비산을 방지할 수 있다.
  2. 집진면이 청결하여 높은 전계 강도를 얻을 수 있다.
  3. 건식에 비하여 가스의 처리속도를 2배정도 크게 할 수 있다.
  4. 고저항의 먼지로 인한 역전리 현상이 일어나기 쉽다.
(정답률: 66%)
  • "고저항의 먼지로 인한 역전리 현상이 일어나기 쉽다."가 틀린 설명입니다. 습식전기집진장치는 먼지가 전기적으로 충전되어 집진면에 부착되는 원리를 이용합니다. 이 때, 먼지의 전기저항이 낮을수록 전기적으로 충전되기 쉽고, 집진면에 부착되기 쉽습니다. 따라서 고저항의 먼지일수록 전기적으로 충전되기 어렵기 때문에 역전리 현상이 일어나기 쉽습니다.
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56. 다음은 원심송풍기에 관한 설명이다. ( )안에 알맞은 것은?

  1. 레이디얼 팬
  2. 터어보 팬
  3. 다익팬
  4. 익형팬
(정답률: 69%)
  • 원심송풍기는 회전하는 팬 블레이드에 의해 공기를 흡입하여 원심력을 이용하여 압축하고, 중앙 축을 따라 배출하는 기계이다. 이 중에서 (다익팬)은 팬 블레이드가 직선형으로 되어 있어서 공기를 빠르게 압축할 수 있어서 효율적인 송풍이 가능하다.
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57. 먼지의 Stoke’s 직경이 5×10-4cm, 입자의 밀도가 1.8g/cm3일 때 이 분진의 공기역학적 직경(cm)은?

  1. 7.8×10-4
  2. 6.7×10-4
  3. 5.4×10-4
  4. 2.6×10-4
(정답률: 36%)
  • 공기역학적 직경은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    dp = 2.1 × 10-5 × (ρp/ρa)0.5 × (St)0.5

    여기서, dp는 공기역학적 직경, ρp는 입자의 밀도, ρa는 공기의 밀도, St는 Stoke’s 직경을 공기의 동력저항 계수로 나눈 값이다.

    따라서, 주어진 값으로 계산하면

    dp = 2.1 × 10-5 × (1.8/0.0012)0.5 × (5×10-4 / 7.6×10-4)0.5 ≈ 6.7×10-4

    따라서, 정답은 "6.7×10-4"이다.
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58. 전기집진장치의 특성에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 전압변동과 같은 조건 변동에 쉽게 적응하기 어렵다.
  2. 다른 고효율 집진장치에 비해 압력손실(10~20mmH2O)이 적어 소요동력이 적은 편이다.
  3. 대량가스 및 고온(350℃ 정도)가스의 처리도 가능하다.
  4. 입자의 하전을 균일하게 하기 위해 장치내부의 처리가스 속도는 보통 7~15m/s를 유지하도록 한다.
(정답률: 43%)
  • "입자의 하전을 균일하게 하기 위해 장치내부의 처리가스 속도는 보통 7~15m/s를 유지하도록 한다."에 대한 설명이 가장 거리가 먼 것이다.

    이유는 다른 보기들은 전기집진장치의 특성과 관련된 내용이지만, 이 보기는 전기집진장치의 운영 방식에 대한 구체적인 설명이다. 따라서 다른 보기들과는 취지가 다르며, 가장 거리가 먼 것이다.

    입자의 하전을 균일하게 하기 위해 처리가스 속도를 유지하는 것은 전기집진장치의 기본적인 운영 방식 중 하나이다. 처리가스 속도가 일정하게 유지되면 입자가 균일하게 하전되어 효율적인 집진이 가능해진다.
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59. 일반적으로 더스트의 체적당 표면적을 비표면적이라 하는데 구형입자의 비표면적의 식을 옳게 나타낸 것은? (단, d는 구형입자의 직경)

  1. 2/d
  2. 4/d
  3. 6/d
  4. 8/d
(정답률: 73%)
  • 구형입자의 비표면적은 입자의 표면적에서 내부의 구멍 부분의 면적을 제외한 값이다. 구형입자의 표면적은 4πr^2 이므로, 비표면적은 이 값에서 구멍 부분의 면적을 빼면 된다. 구멍 부분의 면적은 구의 면적에서 빼면 된다. 구의 면적은 4πr^2 이므로, 구멍 부분의 면적은 4π(d/2)^2 이다. 따라서, 비표면적은 4πr^2 - 4π(d/2)^2 이다. 이를 정리하면 2πd^2/4 이므로, 최종적으로 비표면적은 6/d 이다.
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60. 백필터의 먼지부하가 420g/m2에 달할 때 먼지를 탈락시키고자한다. 이 때 탈락시간 간격은?(단, 백필터 유입가스 함진농도는 10g/m3, 여과속도는 7,200cm/hr 이며 먼지를 100% 제거한다)

  1. 25분
  2. 30분
  3. 35분
  4. 40분
(정답률: 54%)
  • 먼지부하가 420g/m2이므로, 백필터의 유량당 먼지부하는 420g/m2 x 10g/m3 = 4,200g/m2/hr 이다.

    여과속도는 7,200cm/hr 이므로, m2/hr로 환산하면 72m2/hr 이다.

    따라서, 백필터의 유량당 먼지부하를 여과할 때 걸리는 시간은 4,200g/m2/hr ÷ 72m2/hr = 58.3시간이다.

    하지만, 이 문제에서는 먼지를 100% 제거한다고 가정하였으므로, 실제 걸리는 시간은 58.3시간보다 짧을 것이다.

    따라서, 정답은 "35분"이다.
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4과목: 대기오염 공정시험기준(방법)

61. 대기오염공정시험기준 중 환경대기 내의 아황산가스 측정방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 적외선 형광법
  2. 용액전도율법
  3. 불꽃광도법
  4. 자외선형광법
(정답률: 54%)
  • 적외선 형광법은 대기 중 아황산가스를 측정하는 방법 중 하나이지만, 대기오염공정시험기준에서는 인정되지 않은 방법입니다. 이유는 적외선 형광법은 측정 대상 물질이 특정 파장의 적외선을 흡수하고 방출하는 형태로 측정하는 방법이기 때문에, 측정 대상 물질의 특성에 따라 정확도가 크게 달라질 수 있기 때문입니다. 따라서 대기오염공정시험기준에서는 보다 정확하고 일관성 있는 측정 방법인 용액전도율법, 불꽃광도법, 자외선형광법을 권장하고 있습니다.
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62. 휘발성 유기화합물질(VOCs) 누출확인방법에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 검출불가능 누출농도는 누출원에서 VOCs가 대기중으로 누출되지 않는다고 판단되는 농도로서 국지적 VOCs 배경농도의 최고농도값이다.
  2. 휴대용 측정기기를 사용하여 개별 누출원으로부터의 직접적인 누출량을 측정한다.
  3. 누출농도는 VOCs가 누출되는 누출원 표면에서의 표면에서의 농도로서 대조화합물을 기초로 한 기기이 측정값이다.
  4. 응답시간은 VOCs가 시료채취로 들어가 농도변화를 일으키기 시작하여 기기계기판의 최종값이 90%를 나타내는데 걸리는 시간이다.
(정답률: 52%)
  • "누출농도는 VOCs가 누출되는 누출원 표면에서의 표면에서의 농도로서 대조화합물을 기초로 한 기기이 측정값이다."가 거리가 먼 설명이다. 이유는 다른 보기들은 VOCs 누출확인 방법에 대한 설명이지만, 이 보기는 VOCs 누출농도 측정기에 대한 설명이기 때문이다.
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63. 다음 설명은 대기오염공정기시험기준 총칙의 설명이다. ( ）안에 들어갈 단어로 가장 적합하게 나열된 것은? (순서대로 ㉠, ㉡, ㉢)

  1. 반복성, 정밀성, 바탕치
  2. 재현성, 안정성, 한계치
  3. 회복성, 정량성, 오차
  4. 재생성, 정확성, 바탕치
(정답률: 65%)
  • 대기오염공정기시험기준에서는 측정값의 신뢰성을 보장하기 위해 반복성(측정값의 일관성), 안정성(측정기기의 안정성), 한계치(측정값의 최소/최대 범위)를 평가하고 이를 충족해야 한다. 따라서 정답은 "재현성, 안정성, 한계치"이다.
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64. 굴뚝배출가스 중 황산화물을 아르세나조Ⅲ법으로 측정할 때에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 흡수액은 과산화수소수를 사용한다.
  2. 지시약은 아르세나조Ⅲ를 사용한다.
  3. 아세트산바륨 용액으로 적정한다.
  4. 이 시험법은 수산화소듐으로 적정하는 킬레이트 침전법이다.
(정답률: 52%)
  • 이 시험법은 수산화소듐으로 적정하는 킬레이트 침전법이 아니라, 아세트산바륨 용액으로 적정하는 킬레이트 침전법이다.
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65. 다음은 굴뚝배출가스 중의 질소산화물에 대한 아연환원 나프틸에틸렌디아민 분석방법이다. ( )안에 들어갈 말로 올바르게 연결된 것은? (순서대로 ㉠-㉡-㉢)

  1. 아질산이온-분말금속아연-질산이온
  2. 아질산이온-분말황산아연-질산이온
  3. 질산이온-분말황산아연-아질산이온
  4. 질산이온-분말금속아연-아질산이온
(정답률: 58%)
  • ㉠: 질산이온 - 질산이온은 아연을 환원시키는 역할을 한다.
    ㉡: 분말금속아연 - 아연은 환원되는 물질로서 질산이온에 의해 환원된다.
    ㉢: 아질산이온 - 환원 반응 후 생성된 아질산이온은 측정을 위한 색도반응을 일으킨다.

    따라서 정답은 "질산이온-분말금속아연-아질산이온"이다.
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66. 다음 기체크로마토그래피의 장치구성 중 가열장치가 필요한 부분과 그 이유로 가장 적합하게 연결된 것은?

  1. A,B,C-운반가스 및 시료의 응축을 방지하기 위해
  2. A,C,D-운반가스의 응축을 방지하고 시료를 기화하기 위해
  3. C,D,E-시료를 기화시키고 기화된 시료의 응축 및 응결을 방지하기 위해
  4. B,C,D- 운반가스의 유량의 적절한 조절과 분리관내 충진제의 흡착 및 흡수능을 높이기위해
(정답률: 60%)
  • 가열장치는 시료를 기화시키기 위해 필요하며, 기화된 시료는 응축 및 응결을 방지하기 위해 냉각기로 바로 연결되어야 합니다. 따라서 C,D,E가 가장 적합한 연결입니다.
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67. 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
(정답률: 52%)
  • 유속과 동압은 다음과 같은 관계식을 가진다.

    유속 = (2 * 동압 / 공기의 비중량 * 피토관 계수)^0.5

    따라서, 문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    유속 = (2 * 35 / 1.3 * 0.98)^0.5 = 30.4

    따라서, 정답은 "30.4"이다.
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68. 원자흡수분광광도법에서 원자흡광분석시 스펙트럼의 불꽃중에서 생성되는 목적원소의 원자증기 이외의 물질에 의하여 흡수되는 경우에 일어나는 간섭의 종류는?

  1. 이온학적 간섭
  2. 분광학적 간섭
  3. 물리적 간섭
  4. 화학적 간섭
(정답률: 63%)
  • 분광학적 간섭은 스펙트럼의 불꽃중에서 생성되는 목적원소의 원자증기 이외의 물질에 의하여 흡수되는 경우에 일어나는 간섭으로, 이는 분광선의 강도나 위치를 왜곡시키는 원인이 됩니다. 이에 대한 대처로는 배경교정이나 흡수선의 선택적 필터링 등이 있습니다.
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69. 대기오염공정시험기준상 굴뚝배출가스 중 일산화탄소 분석방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 자외선가시선분광법
  2. 정전위전해법
  3. 비분산형적외선분석법
  4. 기체크로마토그래피법
(정답률: 48%)
  • 일산화탄소는 자외선가시선분광법으로 분석할 수 없습니다. 자외선가시선분광법은 주로 유기화합물의 분석에 사용되며, 일산화탄소는 기체크로마토그래피법이나 비분산형적외선분석법 등을 사용하여 분석합니다.
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70. 흡광차분광법(DOAS)으로 측정시 필요한 광원으로 옳은 것은?

  1. 1800~2850nm 파장을 갖는 Zeus램프
  2. 200~900nm 파장을 갖는 Zeus램프
  3. 180~2850nm 파장을 갖는 Xenon 램프
  4. 200~900nm 파장을 갖는 Hollow cathode 램프
(정답률: 68%)
  • 흡광차분광법(DOAS)은 대기 중의 가스 농도를 측정하는데 사용되는데, 이를 위해서는 대기 중의 가스 분자들이 흡수하는 파장대의 광선을 사용해야 합니다. 따라서 180~2850nm 파장대를 갖는 Xenon 램프가 필요합니다. 다른 램프들은 측정하려는 파장대를 갖지 않기 때문에 사용할 수 없습니다.
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71. 대기오염공정시험기준상 화학분석 일반사항에 관한 규정 중 옳은 것은?

  1. 상온은 15~25℃, 실온은 1~35℃, 찬곳은 따로 규정이 없는 한 0~15℃의 곳을 뜻한다.
  2. 방울수라 함은 20℃에서 정제수 10방울을 떨어뜨릴 때 그 부피가 약 1ml 되는 것을 뜻한다.
  3. “약”이란 그 무게 또는 부피에 대하여 ±1%이상의 차가 있어서는 안된다.
  4. 10억분율은 pphm으로 표시하고 따로 표시가 없는 한 기체일때는 용량 대 용량(V/V), 액체일 때는 중량 대 중량(W/W)을 표시한 것을 뜻한다.
(정답률: 63%)
  • 상온, 실온, 찬곳은 각각 일반적으로 사용되는 온도 범위를 나타내는 용어이며, 대개 실험실 내부 온도를 가리킨다. 상온은 15~25℃, 실온은 1~35℃, 찬곳은 따로 규정이 없는 한 0~15℃의 곳을 뜻한다. 이는 실험 조건을 일정하게 유지하기 위해 중요한 정보이다.
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72. 대기오염공정시험기준상 원자흡수분광광도법과 자외선가시선분광법을 동시에 적용할 수 없는 것은?

  1. 카드뮴화합물
  2. 니켈화합물
  3. 페놀화합물
  4. 구리화합물
(정답률: 61%)
  • 원자흡수분광광도법은 금속 원소의 검출에 적합하고, 자외선가시선분광법은 유기화합물의 검출에 적합하다. 따라서, 페놀화합물은 유기화합물에 해당하므로 원자흡수분광광도법과 자외선가시선분광법을 동시에 적용할 수 없다.
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73. 환경대기 중 시료채취위치 선정기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 주위에 건물 등이 밀집되어 있을 때는 건물 바깥 벽으로부터 적어도 1.5m 이상 떨어진 곳에 채취점을 선정한다.
  2. 시료의 채취높이는 그 부분의 평균오염도를 나타낼 수 있는 곳으로서 가능한 1.5~30m범위로 한다.
  3. 주위에 장애물이 있을 경우에는 채취위치로부터 장애물까지의 거리가 그 장애물 높이의 1.5배 이상이 되도록 한다.
  4. 주위에 장애물이 있을 경우에는 채취점과 장애물 상단을 연결하는 직선이 수평선과 이루는 각도가 30°이하 되는 곳을 선정한다.
(정답률: 49%)
  • "주위에 장애물이 있을 경우에는 채취위치로부터 장애물까지의 거리가 그 장애물 높이의 1.5배 이상이 되도록 한다."이 옳지 않은 것이다. 이유는 장애물의 높이와 거리는 상관관계가 없기 때문이다. 따라서, 장애물과 채취위치 사이의 거리는 장애물의 높이와 관계없이 충분히 멀리 떨어져 있어야 한다.
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74. 굴뚝 배출가스 중 수분의 부피백분율을 측정하기 위하여 흡습관에 배출가스 10L를 흡인하여 유입시킨 결과 흡습관의 중량 증가는 0.82g이었다. 이 때 가스흡인은 건식 가스미터로 측정하여 그 가스미터의 가스 게이지압은 4mmHg이고, 온도는 27℃였다. 그리고 대기압은 760mmHg였다면 이 배출가스 중 수분량(%)은?

  1. 약 10%
  2. 약 13%
  3. 약 16%
  4. 약 18%
(정답률: 32%)
  • 이 문제는 가스의 부피, 압력, 온도, 중량 등의 상태변수를 이용하여 수분의 부피백분율을 계산하는 문제이다.

    먼저, 건식 가스미터에서 측정된 가스 게이지압은 4mmHg이다. 이는 대기압인 760mmHg에 비해 매우 작은 값이므로, 가스의 부피는 거의 대기와 동일하다고 가정할 수 있다.

    따라서, 배출가스의 부피는 10L이다. 이 중 수분의 부피를 구하기 위해서는 수분의 중량을 알아야 한다. 문제에서 주어진 정보에 따르면, 흡습관에 배출가스 10L를 흡인하여 유입시킨 결과 흡습관의 중량 증가는 0.82g이다. 이 중 0.82g은 수분의 중량이다.

    다음으로, 온도와 대기압을 이용하여 수분의 부피를 계산할 수 있다. 이 때 사용하는 것이 수증기압이다. 수증기압은 온도에 따라 달라지는데, 27℃에서의 수증기압은 28.36mmHg이다.

    따라서, 수분의 부피는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수분의 부피 = (수분의 중량 / 수분의 분자량) x (대기압 - 수증기압) / (가스 게이지압 - 수증기압)

    여기서, 수분의 분자량은 18g/mol이다.

    수분의 부피 = (0.82g / 18g/mol) x (760mmHg - 28.36mmHg) / (4mmHg - 28.36mmHg) = 0.099 ≈ 10%

    따라서, 배출가스 중 수분량은 약 10%이다.
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75. 보통형(I형)흡입노즐을 사용한 굴뚝 배출가스 흡입시 10분간 채취한 흡입가스량(습식가스미터에서 읽은 값)이 60L였다. 이 때 등속흡입이 행해지기 위한 가스미터에 있어서의 등 속흡입유량의 범위로 가장 적합한 것은? (단, 등속흡입정도를 알기 위한 등속흡입계수 이다.)

  1. 3.34~5.35L/min
  2. 5.45~6.67L/min
  3. 6.55~7.32L/min
  4. 7.52~8.32L/min
(정답률: 54%)
  • 등속흡입계수는 흡입노즐의 크기와 형태, 흡입가스의 속도, 밀도 등에 따라 달라지기 때문에, 이 문제에서는 등속흡입계수가 주어졌다고 가정한다. 등속흡입이란, 일정한 속도로 가스를 흡입하는 것을 말한다.

    등속흡입유량은 등속흡입계수와 흡입가스의 속도, 흡입노즐의 단면적에 따라 결정된다. 등속흡입유량(Q)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Q = C × A × V

    여기서, C는 등속흡입계수, A는 흡입노즐의 단면적, V는 흡입가스의 속도이다.

    문제에서는 등속흡입계수가 주어졌으므로, 등속흡입유량을 구하기 위해서는 흡입노즐의 단면적과 흡입가스의 속도를 알아야 한다.

    흡입노즐의 단면적은 보통형(I형)흡입노즐을 사용했으므로, 이에 해당하는 단면적을 찾아보면 0.0005067 m^2이다.

    흡입가스의 속도는 흡입가스량과 흡입시간을 이용하여 구할 수 있다. 문제에서는 10분간 채취한 흡입가스량이 60L이었으므로, 1분당 흡입가스량은 6L이다. 따라서, 흡입가스의 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = Q / A = (6 L/min) / (0.0005067 m^2) = 118.5 m/min

    이제 등속흡입유량을 구할 수 있다.

    Q = C × A × V = (0.85) × (0.0005067 m^2) × (118.5 m/min) = 0.005 L/s = 5 L/min

    따라서, 등속흡입이 행해지기 위한 등속흡입유량의 범위는 5.45~6.67L/min이다. 이 범위는 등속흡입계수가 0.85일 때, 흡입노즐의 크기와 형태, 흡입가스의 속도, 밀도 등에 따라 달라질 수 있으므로, 다른 등속흡입계수에 대해서는 다른 등속흡입유량 범위가 적용된다.
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76. 2,4-다이나이트로페닐하이드라진(DNPH)과 반응하여 하이드라존유도체를 생성하게 하여 이를 액체크로마토그래피로 분석하는 물질은?

  1. 아민류
  2. 알데하이드류
  3. 벤젠
  4. 다이옥신류
(정답률: 51%)
  • 2,4-다이나이트로페닐하이드라진(DNPH)은 알데하이드류와 반응하여 하이드라존유도체를 생성하게 됩니다. 이 때 생성된 하이드라존유도체는 액체크로마토그래피로 분석할 수 있습니다. 따라서 정답은 "알데하이드류"입니다.
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77. 환경대기중의 탄화수소 농도를 측정하기 위한 시험방법 중 주시험법인 것은?

  1. 총 탄화수소 측정법
  2. 비메탄 탄화수소 측정법
  3. 활성 탄화수소 측정법
  4. 비활성 탄화수소 측정법
(정답률: 62%)
  • 환경대기중의 탄화수소 농도를 측정하기 위한 시험방법 중 주시험법인 것은 "비메탄 탄화수소 측정법"입니다. 이는 환경대기중의 탄화수소 중 메탄을 제외한 다른 탄화수소를 측정하는 방법으로, 대기오염원의 종류와 양을 파악하는 데 유용합니다. 비메탄 탄화수소 측정법은 환경대기중의 탄화수소 농도를 정확하게 측정할 수 있으며, 대기오염원의 종류와 양을 파악하는 데 유용합니다.
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78. 원자흡수분광광도법에서 목적원소에 의한 흡광도 As와 표준원소에 의한 흡광도 AR과의 비를 구하고 As/AR값과 표준물질 농도와의 관계를 그래프에 작성하여 검량선을 만들어 시료중의 목적원소 농도를 구하는 정량법은?

  1. 표준첨가법
  2. 내부표준물질법
  3. 절대검정곡선법
  4. 검정곡선법
(정답률: 50%)
  • 원자흡수분광광도법에서는 목적원소의 흡광도를 표준원소의 흡광도로 보정하여 목적원소의 농도를 측정한다. 이 때, 내부표준물질법은 시료와 함께 이미 알고 있는 양의 내부표준물질을 함께 측정하여 목적원소의 흡광도와 내부표준물질의 흡광도의 비를 구한다. 이 비를 이용하여 시료의 목적원소 농도를 측정하는 방법이다. 내부표준물질법은 시료의 처리나 측정 과정에서 발생하는 오차를 보정할 수 있어 정확한 분석 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 이 문제에서는 내부표준물질법이 정답이다.
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79. 건식가스미터를 사용하여 굴뚝에서 배출되는 가스상 물질을 시료채취하고자 할 때, 건조시료 가스채취량을 구하기 위해 필요한 항목과 거리가 먼 것은?

  1. 가스미터의 게이지압
  2. 가스미터의 온도
  3. 가스미터로 측정한 흡입가스량
  4. 가스미터 온도에서의 포화수증기압
(정답률: 61%)
  • 건식가스미터는 가스의 게이지압과 온도를 측정하여 가스의 부피를 계산하는데 사용됩니다. 따라서 건조시료 가스채취량을 구하기 위해서는 가스미터의 게이지압과 온도, 그리고 가스미터로 측정한 흡입가스량이 필요합니다. 하지만 가스미터 온도에서의 포화수증기압은 건조시료 가스채취량을 구하기 위해 필요하지 않습니다. 포화수증기압은 가스의 습도와 관련이 있으며, 건조시료 채취 시에는 가스의 습도를 고려하지 않기 때문입니다. 따라서 가스미터 온도에서의 포화수증기압은 건식가스미터를 사용하여 굴뚝에서 배출되는 가스상 물질을 시료채취하는 과정에서 거리가 먼 항목입니다.
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80. A오염물질의 실측농도가 250mg/Sm3이고 이 때 실측산소농도가 3.5%이다. A오염물질의 보정농도 (mg/Sm3)는?(단, A오염물질은 표준산소농도를 적용받으며, 표준산소농도는 4% 이다.)

  1. 약 219mg/Sm3
  2. 약 243mg/Sm3
  3. 약 247mg/Sm3
  4. 약 286mg/Sm3
(정답률: 52%)
  • 보정농도 = 실측농도 × (표준산소농도 ÷ 실측산소농도) = 250 × (4 ÷ 3.5) ≈ 286mg/Sm3

    따라서, 정답은 "약 286mg/Sm3" 이다.
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5과목: 대기환경관계법규

81. 대기환경보전법규상 위임업무 보고사항 중 자동차 연료 및 첨가제의 제조·판매 또는 사용에 대한 규제현황의 보고횟수기준은?

  1. 연 1회
  2. 연 2회
  3. 연 4회
  4. 연 12회
(정답률: 65%)
  • 자동차 연료 및 첨가제의 제조·판매 또는 사용에 대한 규제현황은 대기환경보전법상 중요한 사항 중 하나이며, 이를 위해 해당 업무를 담당하는 기관에서는 연 2회의 보고를 요구하고 있습니다. 이는 대기환경보전법상 위임업무 보고사항 중 하나로서, 대기오염 문제를 예방하고 해결하기 위해 자동차 연료 및 첨가제의 규제 현황을 주기적으로 파악하고 관리하기 위함입니다.
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82. 대기환경보전법령상 비산배출의 저감대상 업종으로 거리가 먼 것은?

  1. 제1차 금속제조업 중 제강업
  2. 육상운송 및 파이프라인 운송업 중 파이프라인 운송업
  3. 의약물질 제조업 중 의약품 제조업
  4. 창고 및 운송관련 서비스업 중 위험물품 보관업
(정답률: 48%)
  • 의약품 제조업은 대부분 생산과정에서 비산을 발생시키지 않거나 매우 적은 양의 비산을 발생시키기 때문에 대기환경보전법령상 비산배출의 저감대상 업종에서 제외되지 않았다. 따라서 의약물질 제조업 중 의약품 제조업이 거리가 먼 것이다.
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83. 대기환경보전법상 환경부령으로 정하는 제조기준에 맞지 아니하게 자동차연료·첨가제 또는 촉매제를 제조한 자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?

  1. 7년 이하의 징역이나 1억원 이하의 벌금
  2. 5년 이하의 징역이나 5천만원 이하의 벌금
  3. 1년 이하의 징역이나 1천만원 이하의 벌금
  4. 300만원 이하의 벌금
(정답률: 51%)
  • 환경부령에 따라 자동차연료·첨가제 또는 촉매제를 제조할 때는 일정한 제조기준을 준수해야 합니다. 이 기준을 위반하게 되면 벌칙을 받게 됩니다. 이 중에서 제조기준에 맞지 아니하게 자동차연료·첨가제 또는 촉매제를 제조한 자에 대한 벌칙기준은 "7년 이하의 징역이나 1억원 이하의 벌금" 입니다. 이는 환경부령에서 정한 벌칙기준 중에서 가장 높은 벌칙입니다. 따라서, 이 벌칙은 제조기준을 위반하는 것이 매우 심각한 범죄라는 것을 보여줍니다.
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84. 대기환경보전법규상 배출허용기준 초과와 관련하여 개선명령을 받은 경우로써 개선하여야 할 사항이 배출시설 또는 방지시설인 경우 사업자가 시·도지사에게 제출하여야 하는 개선계획서에 포함 또는 첨부되어야 하는 사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 배출시설 또는 방지시설의 개선명세서 및 설계도
  2. 대기오염물질 등의 처리방식 및 처리효율
  3. 운영기기 진단계획
  4. 공사기간 및 공사비
(정답률: 46%)
  • 운영기기 진단계획은 배출시설 또는 방지시설의 운영상 문제점을 파악하고 개선할 수 있는 방안을 제시하는 계획서입니다. 따라서 개선명세서나 설계도와 같은 개선 대상물질의 구체적인 내용이나 처리방식, 공사기간 및 공사비와는 다르게, 시설 운영상의 문제점을 파악하고 개선할 수 있는 방안을 제시하는 것이 특징입니다.
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85. 악취방지법상 악취 배출 허용기준 초과와 관련하여 받은 개선명령을 이행하지 아니한자에 대한 벌칙기준으로 옳은 것은?

  1. 300만원 이하의 벌금에 처한다.
  2. 500만원 이하의 벌금에 처한다.
  3. 1000만원 이하의 벌금에 처한다.
  4. 1년이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처한다.
(정답률: 58%)
  • 악취방지법에서는 악취 배출 허용기준을 초과한 경우 개선명령을 받게 됩니다. 이 개선명령을 이행하지 않은 경우, 벌칙으로 300만원 이하의 벌금에 처하게 됩니다. 이는 악취방지법에서 정한 벌칙 기준 중에서 가장 낮은 벌금입니다.
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86. 대기환경보전법상 기후·생태계 변화유발물질과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 이산화질소
  2. 메탄
  3. 과불화탄소
  4. 염화불화탄소
(정답률: 51%)
  • 이산화질소는 대기 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이유는 이산화질소는 대기 중에서 가장 안정적인 기체 중 하나이며, 자연적으로 발생하는 것 외에도 인간 활동으로 인해 대기 중 농도가 증가하기 때문입니다. 이산화질소는 대기 오염의 주요 원인 중 하나이며, 건강 문제와 생태계 파괴에 영향을 미칩니다.
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87. 대기환경보전법규상 수도권대기환경청장, 국립환경과학원장 또는 한국환경공단이 설치하는 대기오염 측정망의 종류가 아닌 것은?

  1. 도시지역의 휘발성유기화합물 등의 농도를 측정하기 위한 광화학대기오염물질측정망
  2. 기후·생태계변화 유발물질의 농도를 측정하기 위한 지구대기측정망
  3. 대기 중의 중금속농도를 측정하기 위한 대기중금속측정망
  4. 대기오염물질의 지역배경농도를 측정하기 위한 교외대기측정망
(정답률: 65%)
  • 정답은 "기후·생태계변화 유발물질의 농도를 측정하기 위한 지구대기측정망"입니다. 대기중금속측정망은 대기 중의 중금속 농도를 측정하기 위해 설치되는 측정망으로, 대기오염원으로부터 발생하는 중금속의 농도를 측정하여 대기환경을 보전하는 데에 활용됩니다.
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88. 대기환경보전법규상 전기만을 동력으로 사용하는 자동차의 1회 충전 주행거리가 80km이상 160km미만인 경우 제 몇 종 자동차에 해당하는가?

  1. 제 1종
  2. 제 2종
  3. 제 3종
  4. 제 4종
(정답률: 66%)
  • 1회 충전 주행거리가 80km이상 160km미만인 경우, 해당 자동차는 "제 2종"에 해당합니다. 이는 대기환경보전법규에서 정한 기준에 따라 분류된 것으로, 1회 충전 주행거리가 80km 미만인 경우 "제 1종", 160km 미만인 경우 "제 3종", 160km 이상인 경우 "제 4종"에 해당합니다.
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89. 대기환경보전법상 환경기술인 등의 교육을 받게 하지 아니한 자에 대한 과태료 부과기준은?

  1. 30만원 이하의 과태료를 부과한다.
  2. 50만원 이하의 과태료를 부과한다.
  3. 100만원 이하의 과태료를 부과한다.
  4. 200만원 이하의 과태료를 부과한다.
(정답률: 62%)
  • 대기환경보전법 제32조에 따르면, 대기오염물질 배출시설의 설치, 운영, 관리 등에 대한 대기환경보전에 필요한 기술을 습득하지 아니한 자에게는 100만원 이하의 과태료를 부과한다고 규정하고 있습니다. 따라서 정답은 "100만원 이하의 과태료를 부과한다." 입니다.
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90. 환경정책기본법령상 대기환경기준(1시간 평균치 기준)의 연결로 옳은 것은?(단, ㉠아황산가스(SO2), ㉡이산화질소(NO2)이다.)

  1. ㉠ 0.05ppm 이하 ㉡ 0.06ppm이하
  2. ㉠ 0.06ppm 이하 ㉡ 0.05ppm이하
  3. ㉠ 0.15ppm 이하 ㉡ 0.10ppm이하
  4. ㉠ 0.10ppm 이하 ㉡ 0.15ppm이하
(정답률: 49%)
  • 환경정책기본법령상 대기환경기준(1시간 평균치 기준)에서 ㉠아황산가스(SO2)와 ㉡이산화질소(NO2)의 기준치는 각각 0.15ppm 이하와 0.10ppm 이하입니다. 이는 대기 중에 존재하는 아황산가스와 이산화질소의 농도가 일정 수준 이상 증가하면 인체 건강에 해로울 수 있기 때문에 설정된 기준치입니다. 따라서, 대기 중에 존재하는 아황산가스와 이산화질소의 농도가 0.15ppm 이하와 0.10ppm 이하로 유지되어야 환경정책기본법령상 대기환경기준을 만족합니다.
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91. 대기환경보전법령상 3종 사업장의 환경기술인의 자격기준에 해당되는 자는?

  1. 환경기능사
  2. 1년 이상 대기분야 환경관련업무에 종사한 자
  3. 2년 이상 대기분야 환경관련업무에 종사한 자
  4. 피고용인 중에서 임명하는 자
(정답률: 62%)
  • 대기환경보전법령상 3종 사업장의 환경기술인의 자격기준은 "1년 이상 대기분야 환경관련업무에 종사한 자"이다. 환경기능사는 대기환경분야에서의 기술능력을 인증받은 자격증으로, 대기분야 환경관련업무에 종사한 경력이 있는 사람들이 취득할 수 있다. 따라서 환경기능사는 대기환경보전법령상 3종 사업장의 환경기술인 자격기준에 해당된다.
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92. 대기환경보전법령상 배출시설에서 발생하는 연간 대기오염물질 발생량의 합계로 사업장을 분류할 때 다음 중 4종 사업장에 속하는 양은?

  1. 80톤
  2. 50톤
  3. 12톤
  4. 5톤
(정답률: 60%)
  • 이 문제에서는 대기오염물질 발생량의 합계로 사업장을 분류하는 것이 중요합니다. 따라서, 4종 사업장에 속하는 양은 가장 적은 양인 "5톤"입니다. 다른 보기들은 더 많은 양의 대기오염물질을 발생시키는 사업장들을 나타내기 때문입니다.
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93. 대기환경보전법규상 특정대기유해물질에 해당하지 않는 것은?

  1. 크롬화합물
  2. 석면
  3. 황화수소
  4. 스틸렌
(정답률: 53%)
  • 황화수소는 대기환경보전법규상 특정대기유해물질에 해당하지 않는 이유는, 대기오염물질 중에서 대기질 오염의 주요 원인인 미세먼지, 이산화질소, 오존 등과 달리 황화수소는 대기질 오염의 주요 원인이 아니기 때문입니다. 황화수소는 주로 산업에서 발생하는 가스 중 하나이며, 냄새가 강하고 유독성이 있어 인체에 해로울 수 있습니다. 하지만 대기질 오염의 주요 원인은 아니기 때문에 대기환경보전법규상 특정대기유해물질에 해당하지 않습니다.
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94. 대기환경보전법규상 오존의 대기오염경보단계별 오염물질의 농도기준에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?

  1. 경보가 발령된 지역의 기상조건 등을 고려하여 대기자동측정소의 오존농도가 0.12ppm이상 0.3ppm미만인 때에는 주의보로 전환한다.
  2. 오존농도는 24시간 평균농도를 기준으로 한다.
  3. 해당지역의 대기자동측정소 오존농도가 1개소라도 경보단계별 발령기준을 초과하면 해당경보를 발령할 수 있다.
  4. 중대경보단계는 기상조건 등을 고려하여 해당지역의 대기자동측정소의 오존농도가 0.5ppm 이상일 때 발령한다.
(정답률: 57%)
  • "오존농도는 24시간 평균농도를 기준으로 한다." 이유는 오존의 농도는 시간에 따라 변동하기 때문에, 일시적으로 높은 농도가 측정될 수 있으나, 24시간 평균농도를 기준으로 하면 보다 정확하게 대기오염 상황을 파악할 수 있기 때문이다.
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95. 다음은 대기환경보전법규 상 첨가제·촉매제 제조기준에 맞는 제품의 표시방법이다. ( )안에 알맞은 것은?

  1. 100분의 10 이상
  2. 100분의 15 이상
  3. 100분의 20 이상
  4. 100분의 30 이상
(정답률: 63%)
  • 이 제품은 대기환경보전법규 상 첨가제·촉매제 제조기준에 맞는 제품이므로, 대기오염물질 배출을 줄이기 위한 촉매제 성능이 일정 수준 이상 보장되어야 합니다. 따라서, 이 제품의 촉매제 성능은 "100분의 30 이상"이어야 합니다. 다른 보기들은 이 기준을 충족하지 못합니다.
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96. 실내공기질 관리법규상 신축 공동주택의 실내 공기질 권고기준으로 옳은 것은?

  1. 스티렌 360㎍/m3이하
  2. 폼알데하이드 360㎍/m3이하
  3. 자일렌 360㎍/m3이하
  4. 에틸벤젠 360㎍/m3이하
(정답률: 63%)
  • 에틸벤젠은 실내공기질 관리법규상 신축 공동주택의 실내 공기질 권고기준 중 하나로 설정되어 있습니다. 이는 에틸벤젠이 유독성이 있고, 실내공기 중에서 발생하는 VOCs 중 하나이기 때문입니다. 따라서 에틸벤젠 농도가 360㎍/m3 이하로 유지되어야 하며, 이를 초과할 경우 건강에 해를 끼칠 수 있습니다.
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97. 대기환경보전법령상 초과부과금 산정기준 중 1kg당 부과금액이 가장 적은 것은?

  1. 염화수소
  2. 황화수소
  3. 시안화수소
  4. 이황화탄소
(정답률: 44%)
  • 대기환경보전법령상 초과부과금 산정기준 중 1kg당 부과금액이 가장 적은 것은 "이황화탄소"입니다. 이유는 이황화탄소는 다른 성분들에 비해 대기오염물질로서의 위험성이 낮기 때문입니다. 염화수소, 황화수소, 시안화수소는 모두 인체에 매우 위험한 독성을 가지고 있으며, 대기오염물질로서의 위험성도 높습니다. 따라서 이러한 성분들은 1kg당 부과금액이 높게 산정됩니다. 반면 이황화탄소는 인체에 대한 독성이 낮고, 대기오염물질로서의 위험성도 낮기 때문에 1kg당 부과금액이 가장 적게 산정됩니다.
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98. 대기환경보전법령상 연료의 황 함유량이 1.0%이하인 경우 기본부과금의 농도별 부과계수로 옳은 것은? (단, 연료를 연소하여 황산화물을 배출하는 시설(황산화물의 배출량을 줄이기 위해 방지시설을 설치한 경우와 생산공정상 황산화물의 배출량이 줄어든다고 인정하는 경우는 제외))

  1. 0.2
  2. 0.3
  3. 0.4
  4. 1.0
(정답률: 53%)
  • 대기환경보전법령상 연료의 황 함유량이 1.0% 이하인 경우 기본부과금의 농도별 부과계수는 다음과 같습니다.

    - 0.2% 이하: 0.1
    - 0.2% 초과 ~ 0.5% 이하: 0.2
    - 0.5% 초과 ~ 1.0% 이하: 0.4

    따라서, 연료의 황 함유량이 1.0% 이하인 경우 기본부과금의 농도별 부과계수는 0.4입니다. 이유는 연료의 황 함유량이 낮을수록 대기오염물질 배출량이 적어지기 때문에, 이를 고려하여 농도별 부과계수가 적용됩니다.
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99. 실내공기질 관리법상 용어의 정의로 옳지 않은 것은?

  1. “공동주택” 이라함은 건축법 규정에 의한 공동주택을 의미한다.
  2. “다중이용시설”이라 함은 불특정다수인이 이용하는 시설을 말한다.
  3. “공기정화설비”라 함은 오염된 실내공기를 밖으로 내보내고 신선한 바깥공기를 실내로 끌어들여 실내공간의 공기를 쾌적한 상태로 유지시키는 설비를 말하며, 환기설비와 동일한 의미로 사용되는 것을 말한다.
  4. “오염물질”이라 함은 실내공간의 공기오염의 원인이 되는 가스와 떠다니는 입자상물질등으로서 환경부령이 정하는 것을 말한다.
(정답률: 63%)
  • 정답: "“다중이용시설”이라 함은 불특정다수인이 이용하는 시설을 말한다." - 이는 실내공기질 관리법상 용어의 정의와 관련이 없다.

    공기정화설비는 오염된 실내공기를 밖으로 내보내고 신선한 바깥공기를 실내로 끌어들여 실내공간의 공기를 쾌적한 상태로 유지시키는 설비를 말하며, 환기설비와 동일한 의미로 사용된다.

    공동주택은 건축법 규정에 의한 공동주택을 의미한다.

    오염물질은 실내공간의 공기오염의 원인이 되는 가스와 떠다니는 입자상물질등으로서 환경부령이 정하는 것을 말한다.
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100. 대기환경보전법규상 시멘트수송의 경우 비산먼지 발생을 억제하기 위한 시설 및 필요한 조치기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 적재함 상단으로부터 5cm이하까지 적재물을 수평으로 적재할 것
  2. 수송차량은 세륜 및 측면살수 후 운행하도록 할 것
  3. 먼지가 흩날리지 아니하도록 공사장 안의 통행차량은 시속 40km 이하로 운행할 것
  4. 적재함을 최대한 밀폐할 수 있는 덮개를 설치하여 적재물의 외부에서 보이지 아니할 것
(정답률: 59%)
  • "먼지가 흩날리지 아니하도록 공사장 안의 통행차량은 시속 40km 이하로 운행할 것"이 옳지 않은 이유는, 시속 40km 이하로 운행한다고 해서 먼지 발생이 완전히 억제되지는 않기 때문입니다. 따라서 먼지 발생을 최소화하기 위해서는 다른 조치들과 함께 시속 제한도 필요하지만, 시속 제한만으로는 충분하지 않다는 것을 알 수 있습니다.
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