개념 한 쪽
작업환경측정에서 시료채취 방식은 가스·증기·입자상 물질의 성질과 흡착제·포집기구의 특성에 따라 결정된다. 각 방식의 원리와 장단점을 이해하면 적절한 채취법을 선택하고 측정 오차를 줄일 수 있다.
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출제기준 단원 「측정의 정의」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 오차 보정용 시료 판별 | 1 | 측정 오차 보정을 위한 빈 시료(Blank) 개념을 묻는다 |
| 흡착제 특성 비교 | 1 | 실리카겔·활성탄 등의 흡착제 특성과 적용 적합성을 구분하게 한다 |
| 액체포집 주의사항 판정 | 1 | 액체포집에서 병렬 흡수관 사용의 효율성 여부를 판단하게 한다 |
측정 시 오차 보정을 위해 시료를 채취하지 않고 동일 조건에서 측정하는 'Blank Sample'을 사용한다. Blank Sample은 기기나 환경에서 발생하는 잡음과 배경 신호를 제거하여 실제 시료에서 얻은 신호의 순수한 값을 얻도록 돕는다.
액체포집법은 공기 중의 유해물질을 액체에 녹여 채취하는 방법이며, 포집효율은 흡수액의 온도, 시료와 액체의 접촉면적, 포집기구의 종류 등에 영향을 받는다. 저온일수록 기체가 액체에 더 잘 녹는 경향이 있고, 접촉면적을 넓히면 포집효율이 상승한다. 단, 흡수관을 병렬로 연결하면 공기 흐름이 분산되어 각 관의 접촉 시간이 줄어들 수 있으므로 포집효율을 높이는 방법으로 적합하지 않다.
고체흡착법에서는 흡착제의 극성과 수분 흡착성 등이 중요한 변수이다. 실리카겔은 극성 흡착제로 아민류나 일부 극성 물질을 잘 흡착하지만, 수분을 강하게 흡착하므로 고습 환경에서는 포집 능력이 급감한다. 반면 활성탄은 비극성 또는 약극성 유기물질을 잘 흡착하는 다공성 흡착제로 유기용제 포집에 많이 사용되나, 반응성이 높은 물질이나 특정 극성물질에는 적합하지 않을 수 있다.
입자상 물질의 채취에는 여과지나 분리장치가 사용된다. MCE막 여과지는 미세입자 포집과 현미경 관찰에 유리하고 산에 용해되는 성질을 가져 금속 분석에 적합하다. 다만 셀룰로오스 계열로 흡습성이 높아 중량 분석에는 부적합하므로 사용 목적에 따라 여과지 선택을 달리해야 한다.
사이클론은 원심력을 이용해 큰 입자를 제거하고 호흡성 분진을 여과지로 통과시키는 장치로, 호흡성 입자 선별에 적합하다. 정밀한 질량 크기분포를 얻는 장치는 캐스케이드 임팩터이며, 사이클론과 임팩터의 역할을 구분하여 장비를 선택해야 한다.
액체포집에서 흡수관을 병렬로 연결한 선택지가 나오면 접촉 시간 감소로 인한 효율 저하를 근거로 오답 처리한다. 고체흡착 관련 문제에서는 실리카겔의 수분 흡착성과 활성탄의 비극성 흡착 성향을 대조하여 정답을 고른다.
공기중의 유해물질,분진등을 측정시 시료를 채취하지 않고 측정 오차를 보정하기 위하여 사용하는 시료를 무엇이라 하는가?
정답 ② · 문제는 측정 오차 보정을 위해 시료 채취 없이 사용하는 시료의 명칭을 묻고 있다. 측정 과정에서 공정오차나 오염을 확인하기 위해 내용물이 없는 상태로 시험하는 블랭크 샘플을 사용하며 이를 blank sample이라 한다.
공정 오차를 보정하기 위해 시료 채취 없이 사용하는 시료를 블랭크 샘플이라 한다.
활성탄관(흡착)을 사용하여 채취하기 용이한 시료가 아닌것은?
정답 ③ · 문제는 활성탄관으로 채취하기 어렵거나 부적절한 시료를 묻고 있다. 활성탄은 비극성·약극성 유기화합물에 대한 흡착능이 높아 방향족 유기용제나 비극성 용제는 잘 채취된다.
활성탄은 비극성 또는 약극성 유기물질을 잘 흡착하므로, 극성이 강한 알코올류나 지방족아민류보다는 방향족 및 비극성 용제 채취에 적합하다.
액체포집방법으로 시료를 채취하는 경우, 주의사항에 관한 설명이다. 적합하지 않은 것은? (단, 가스,증기 포집, 포집=채취 )
정답 ② · 문제는 액체포집법 적용 시의 주의사항 중 부적절한 것을 고르는 것이다. 흡수액 온도가 낮을수록 휘발성 물질의 용해도가 증가하여 포집효율이 좋아지며, 포집기구 종류에 따라 효율이 달라지고, 접촉면적을 넓히면 흡수 효율이 향상된다.
액체포집 시 포집효율을 높이기 위해 흡수관을 병렬로 연결하는 것은 오히려 접촉 시간을 줄여 비효율적이므로 적합하지 않다.
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