개념 한 쪽
공기 중 분진 또는 입자상 물질의 농도는 채취된 시료의 총량을 채취한 공기부피로 나누어 구한다는 원리를 따른다. 시료의 총량은 여과지의 무게차나 분석 농도에 용액 부피를 곱한 값으로 얻으며, 단위 일치(μg↔mg, L↔m³)를 정확히 처리하는 것이 핵심이다.
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출제기준 단원 「분진의 농도계산」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 광산란식 기기 원리 판별 | 1 | 산란광으로 분진 농도 측정하는 기기 선택 |
| 분진 측정법 적합성 판별 | 1 | 분진과 기체 측정법 원리 비교하여 부적절한 방법 고르기 |
| 단위별 농도 계산 | 1 | 분석농도·용액부피·채기량으로 mg/m³ 계산하기 |
공기 중 오염물질의 질량 농도는 '채취된 시료의 총량(질량) ÷ 채취 공기 부피'로 정의한다. 여과채취 방식에서는 여과지의 질량 차가 시료의 총량이 되며, 용액으로 용해하여 분석한 경우에는 분석농도와 용액부피의 곱으로 총량을 구한다.
분석농도가 μg/mL로 주어졌을 때 총량은 분석농도(μg/mL)×용액부피(mL)로 계산하고 필요하면 μg를 mg로 바꾸어 농도 단위를 mg/m³로 맞춘다. 채취공기부피는 풍량(L/min)과 시간의 곱으로 구한 뒤 L를 1000으로 나누어 m³로 환산한다.
개인 시료 포집기의 경우 분당 채취량과 측정시간을 곱하여 총 채기량을 구한다. 분석에서 일부 용액만 채취하여 정량한 경우에는 전체 시험용액량에 대한 보정(분석량×전체용액비)을 통해 총량을 환산해야 한다.
문제 풀이에서 흔한 실수는 단위 변환을 누락하거나 L와 m³, μg와 mg를 혼동하는 점이다. 따라서 문제를 보면 먼저 단위를 통일하고 '총량÷공기량' 공식을 적용하는 절차를 선행해야 한다.
예 1 — 분석농도 보정 계산 예시: 분석결과가 65μg/mL이고 용액부피가 11mL이며 채취공기부피가 0.489m³일 때, 총량은 65μg/mL × 11mL = 715μg = 0.715mg가 된다. 농도는 0.715mg ÷ 0.489m³ ≒ 1.462 mg/m³이고 소수점 둘째 자리까지 반올림하면 1.46 mg/m³가 된다.
예 2 — 여과지 질량차와 풍량·시간을 이용한 계산 예시: 여과지 전후 질량차가 19.95mg−15.51mg = 4.44mg이고 풍량이 2.0L/min, 채취시간이 7시간(420min)이면 총공기량은 2.0×420 = 840L = 0.84m³이다. 농도는 4.44mg ÷ 0.84m³ ≒ 5.29 mg/m³가 된다.
다음에 열거한 분진 측정기기중 분진 입자에 의한 산란광의 강도를 측정하여 분진 농도를 측정하는 기기는?
정답 ① · 문제는 분진 농도를 산란광 강도를 통해 측정하는 기기를 묻고 있다. 입자에 의한 광 산란을 이용하는 장비는 광산란식 계측기로서 Digital Dust indicator가 해당 원리로 작동한다.
분진 입자에 의한 산란광의 강도를 측정하는 기기는 Digital Dust indicator이다.
아래 측정방법 중 분진에 대한 측정 방법과 가장 거리가 먼 것은?
정답 ③ · 문항은 분진 측정과 가장 거리가 먼 방법을 고르는 문제이다. 활성탄(챠콜) 튜브는 주로 기체상 유기화합물을 흡착 포집하는 방식으로 고체 입자인 분진 측정과는 원리가 맞지 않는다.
분진은 고체 입자이므로 기체상 오염물질을 포집하는 활성탄튜브법은 분진 측정과 거리가 먼 방법이다.
석면의 농도를 표시하는 단위로 적절한 것은?
정답 ① · 석면은 광물성 섬유상 입자로 공기 중에 부유할 때 개수 기준으로 그 농도를 측정하고 평가합니다. 따라서 석면의 허용농도나 측정 농도는 단위 부피(1세제티미터)당 섬유의 개수를 의미하는 개/cm3(또는 f/cc)를 사용합니다.
석면은 섬유상 입자이므로 질량 대신 단위 부피당 섬유 개수(개/㎤)를 측정 단위로 사용한다.
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