개념 한 쪽
작업장 분진 측정은 포집된 분진의 질량을 채취한 공기 부피로 나누어 농도를 구하는 방식으로 진행한다. 단위 환산을 정확히 하는 것이 계산의 핵심이며, 분진 종류에 따라 측정 방법이 달라진다. 석면과 면분진처럼 특수한 분진은 개수 계수법으로 측정하는 점을 구분해야 한다.
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출제기준 단원 「분진의 발생 및 채취」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 분진농도 계산(유량·시간 주어짐) | 1 | 무게차와 채취 공기량으로 mg/m³ 농도를 계산하는 과정 |
| 석면 섬유 계수 기준 판단 | 1 | 위상차 현미경 계수 시 섬유로 인정되는 길이·비율을 묻는지 판단 |
| 법규 및 측정방법 예외 찾기 | 1 | 석면 측정 방법이 중량분석과 다른 점을 찾아내는지 묻는지 판단 |
분진농도는 포집 후 여과지의 무게에서 포집 전 무게를 빼서 얻은 질량을 채취된 공기 부피로 나누어 계산한다. 질량 단위는 보통 mg, 부피 단위는 m³를 사용하므로 g→mg, L→m³의 단위 환산을 반드시 수행해야 한다. 예를 들어 g를 mg로 바꿀 때는 ×1000, L를 m³로 바꿀 때는 ÷1000을 적용한다.
공기 부피는 유량(L/min)과 채취 시간(min)을 곱하여 얻은 값을 m³로 변환하여 사용한다. 개인시료채취기의 유량과 채취 시간을 확인하여 총 채취 공기량을 계산한 뒤 그 값으로 질량을 나눈다. 계산 과정에서 분수의 단위를 일관되게 유지하는 것이 오류를 방지하는 핵심 원리이다.
분진의 종류에 따라 표준 측정법이 달라진다. 일반적인 광물성 분진, 흄 등은 여과포집 후 중량분석으로 측정하는 반면, 면분진과 석면과 같이 섬유성 분진은 위상차 현미경이나 전자현미경을 이용한 계수법으로 측정한다. 석면은 극미량이라도 위해성이 크기 때문에 섬유수 계수법을 적용한다.
석면 섬유를 계수할 때는 NIOSH 7400 기준을 따른다. 위상차 현미경으로 계수할 때 섬유로 인정하려면 길이가 5㎛ 이상이고 길이:너비 비가 3:1 이상이어야 한다. 이 두 조건을 모두 만족하는 섬유만을 계수 대상으로 본다.
측정 실무에서는 공시료(blank) 무게 차이를 확인하여 보정할 수 있으며, 공시료의 무게 변화가 없다고 가정한 문제에서는 단순 무게차와 공기량으로 농도를 직접 계산한다. 문제 풀이 시에는 먼저 무게차를 구하고, 다음에 공기량을 m³로 변환한 뒤 나누는 순서를 지킨다.
예 1: 유량 2.5 L/min으로 5시간(300 min) 채취하였고 여과지 무게가 0.0721 g에서 0.0742 g로 증가하였다면 무게차는 0.0021 g이다. 이를 mg로 환산하면 2.1 mg이며 채취 공기량은 2.5×300=750 L=0.75 m³이므로 농도는 2.1 ÷ 0.75 = 2.8 mg/m³가 된다.
예 2: 필터 무게가 채취 전 14.316 mg, 채취 후 18.115 mg이며 공기채취량이 400 L라면 무게차는 3.799 mg이고 공기부피는 0.4 m³이다. 따라서 농도는 3.799 ÷ 0.4 ≈ 9.5 mg/m³가 된다.
분진발생 작업장에서 2.5ℓ /min의 유량으로 5시간 시료를 포집하고 시료채취 전ㆍ후의 여과지 무게를 측정한 결과 각각 0.0721g과 0.0742g이었다. 분진농도는?
정답 ② · 문제는 주어진 여과지 무게차와 채취 유량으로 분진농도를 계산하는 것이다. 무게차는 0.0742g-0.0721g=0.0021g=2.1mg이고, 공기량은 2.5L/min×5h×60min=2.5×300=750L=0.75m3이다.
석면농도 측정에 있어서는 충전식 휴대용 펌프를 이용하여 셀룰로스 막여과지로 공기를 통과시켜 시료를 채취한 후 아세톤 증기를 씌우고 트리아세틴 시약을 떨어뜨린 다음 위상차 현미경으로 계수하여 측정한다. 어느 정도 길이 이상의 석면만을 측정 하는가? (단, NIOSH 방법 7400 기준, 길이 : 너비 = 3 : 1이상임 )
정답 ④ · NIOSH 7400 방법을 이용한 석면 측정 기준을 묻는 문제입니다. 위상차 현미경을 이용한 석면 섬유 계수법에서 섬유로 인정하여 측정하는 기준은 길이가 5㎛ 이상이고, 길이 대 너비의 비가 3:1 이상인 입자로 규정하고 있습니다.
NIOSH 7400 기준 석면 섬유는 길이 5㎛ 이상, 길이:너비=3:1 이상이어야 계수 대상이다.
산업안전보건법에 규정되어 있는 작업환경 측정과 관련된 내용 중 틀린 것은?
정답 ④ · 석면 분진의 농도 측정은 위상차 현미경(PCM)이나 주사전자현미경(SEM) 등을 이용하여 섬유의 개수를 세는 '섬유수 계수법(count)'을 기본 원칙으로 합니다. 따라서 여과포집법에 의한 '중량분석방법'으로 측정한다는 설명은 틀린 내용입니다.
석면은 중량 분석이 아닌 섬유 수 계수법(PCM/SEM)으로 측정하므로 중량 분석 설명은 틀렸다.
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