개념 한 쪽
산업위생관리기사 단위작업장소의 측정설계 — 농도·유량·시간의 관계
단위작업장소의 측정설계는 시료채취 매체와 기구를 조건에 맞춰 고르는 일이다. 채취 공기 부피의 계산, 여과이론과 여과지의 성질, 흡수효율의 조건, 수동식·검지관·직접채취의 원리가 물음 축이다.
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뜻
채취 공기 부피가 첫째 축이다. 채취 전 유량과 채취 후 유량이 다르면 두 값의 평균을 내고 채취 시간을 곱한다. 28.4L/분과 28.8L/분으로 10분을 채취하면 평균 28.6L/분에 10분을 곱한 286L가 된다.
입자상 물질의 채취가 둘째 축이다. 여과지 공극보다 작은 입자는 확산, 차단, 관성충돌 같은 기전으로 채취되며 흡착은 여과이론의 주된 기전이 아니다. PVC 막여과지는 흡습성이 거의 없지만 전기적인 전하로 입자를 반발해 채취효율이 떨어지므로, 채취 전에 세제용액으로 처리해 전하를 제거한다. 산에 용해되지 않아 금속 채취에는 부적합하고 주로 중량분석에 쓴다. 직경분립충돌기는 입자를 크기별로 나누어 채취하는 기구다.
가스상 물질의 채취가 셋째 축이다. 흡수액의 흡수효율을 높이려면 기액 접촉 면적과 시간을 늘리고 용액 온도를 낮춰 증기압을 줄인다. 채취 속도를 높이면 체류 시간이 짧아져 효율이 떨어진다. 수동식 시료채취기는 확산, 투과, 흡착의 원리를 이용하며 액체에 기체를 녹이는 흡수 원리는 쓰지 않는다. 검지관은 단일 물질 측정에 특화되어 한 개로 여러 물질을 동시에 재지 못한다. 흡수나 흡착 과정 없이 진공채취병 같은 용기에 그대로 채취하는 것은 직접채취방법이다.
유량 보정이 넷째 축이다. 피토관은 속도압을 재는 기구로 유속을 직접 재지 않으며, 정확한 측정을 위해 액주계와 함께 쓴다.
채취량의 선정이 다섯째 축이다. 유기용제의 적정 채취량이나 시간을 정할 때는 농도, 유속, 분석 한계 등이 핵심 변수이고, 시료 개수나 채취 횟수는 고려 대상으로 보지 않는다.
예제
출제 패턴은 ① 채취 전·후 유량의 평균에 시간을 곱한 공기 부피, ② 여과이론의 기전과 거리가 먼 것(흡착), ③ PVC 여과지의 성질(흡습 적음·정전기·산에 불용), ④ 흡수효율을 높이는 방법으로 옳지 않은 것(채취 속도 증가), ⑤ 수동식 시료채취기의 원리와 거리가 먼 것(흡수), ⑥ 검지관의 한계(여러 물질 동시 측정 불가), ⑦ 직접채취방법의 정의, ⑧ 피토관의 용도(속도압 측정), ⑨ 채취량 선정에서 고려 대상이 아닌 것(시료 개수)이다. 「입자는 확산·차단·관성충돌, 수동식은 확산·투과·흡착」이 이 세트의 기준선이다.
자주 묻는 물음
- 채취 공기 부피는 어떻게 구하나요?
- 채취 전 유량과 채취 후 유량의 평균에 채취 시간을 곱합니다. 28.4L/분과 28.8L/분으로 10분을 채취하면 평균 28.6L/분 × 10분 = 286L입니다.
- PVC 여과지는 어떤 성질이 있고 왜 세제로 처리하나요?
- 흡습성이 거의 없지만 전기적인 전하를 띠어 입자를 반발해 채취효율이 떨어집니다. 세제용액으로 처리해 전하를 제거합니다. 산에 용해되지 않아 금속 채취에는 부적합하고 주로 중량분석에 씁니다.
- 수동식 시료채취기는 어떤 원리를 쓰나요?
- 확산, 투과, 흡착의 원리를 이용합니다. 액체에 기체를 녹이는 흡수 원리는 사용하지 않습니다.
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