개념 한 쪽
작업환경에서 측정되는 유해물질은 여러 단위로 표현되며, 정확한 환산과 혼합물 평가법이 측정과 판단의 핵심이다. ppm·mg/m³ 간 변환, 채취량과 탈착효율 보정, 혼합증기 상가작용 계산법 등을 체계적으로 이해해야 한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「입자상 물질의 측정」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 기준·교환율 식별 | 1 | 소음 측정을 위한 기준 레벨과 교환율을 고르기 |
| 상가작용 허용농도 판단 | 1 | 여러 성분 혼합물의 상가작용 계산으로 허용 여부 판단하기 |
| ppm↔mg/m³ 환산 계산 | 1 | 주어진 분자량과 조건으로 ppm을 mg/m³로 환산하기 |
작업장 공기중 유해가스의 농도는 부피비(ppm)와 질량농도(mg/m³)로 표현된다. 표준 조건에서 ppm을 mg/m³로 변환하는 기본식은 온도·압력에 따라 달라지며, 주어진 자료에서는 25℃·1atm에서의 몰부피 24.45L와 0℃·1atm에서의 몰부피 22.4L를 사용한 공식들이 제시된다. 일반적 변환식은 mg/m³ = ppm × (MW / 몰부피) 또는 ppm = (mg/m³ × 몰부피) / MW 형태이다.
채취 시에는 유량과 시간으로 총 채취 부피를 구한 뒤 포집된 질량을 그 부피로 나누어 mg/m³를 산출한다. 고체흡착관 채취처럼 분석값에 탈착효율이 존재하면 먼저 질량을 탈착효율로 보정한다. 보정된 질량을 채취부피로 나누어 mg/m³를 구하고, 필요 시 ppm으로 환산한다.
혼합증기의 허용농도 평가는 상가작용 규정에 따라 수행한다. 상가작용의 원리는 각 성분의 농도를 해당 성분의 TLV로 나눈 값들의 합이 1을 초과하면 안 된다는 것이다. 즉 Σ(Ci/TLVi) ≤ 1 조건을 적용하여 현재 상태의 적정 여부를 판단하거나, 허용 가능한 전체 농도를 역산한다.
측정장비나 평가용 기준치는 상황에 따라 구분하여 기억해야 한다. 예컨대 측정 판단용 기준과 노출평가용 기준이 다를 수 있으므로 문항에서 요구하는 목적(측정대상 판단인지 노출평가인지)을 먼저 확인한다.
1) ppm→mg/m³ 환산 예시: 벤젠 분자량 78, 25℃·1atm에서 ppm 8을 mg/m³로 환산할 때 공식 mg/m³ = ppm × (MW / 24.45)를 적용한다. 따라서 8 × (78 ÷ 24.45) ≈ 25.5mg/m³가 된다.
2) 상가작용 혼합증기 판단 예시: 톨루엔 TLV 100ppm에 실제농도 65ppm, 벤젠 TLV 10ppm에 2ppm, 스티렌 TLV 50ppm에 15ppm이 있을 때 Σ(Ci/TLVi) = 65/100 + 2/10 + 15/50 = 0.65 + 0.2 + 0.3 = 1.15로 1을 초과하므로 허용범위를 벗어난다.
3) 샘플링 후 계산 예시: 임핀저에 채취된 용액농도와 용적을 이용한 경우, 총 질량을 먼저 구해 공기부피로 나누어 mg/m³를 얻는다. 예로 시료액 20mL에 50μg/mL이면 총질량 1mg이고, 공기 0.480m³로 나누어 2.083mg/m³를 얻은 뒤 ppm 환산식 ppm = (mg/m³ × 24.45) / MW를 적용하여 최종 ppm을 산출한다.
누적소음노출량측정기(Noise-Dosimeter)를 사용하여 소음을 측정코자 할 때 우리나라 법정 기준에 맞는 Criterian Level 및 exchange rate는? (단, A특성 보정, 측정대상여부를 판단하기 위한 경우)
정답 ③ · 소음 측정 시 법정 기준을 묻는 문제입니다. 우리나라 산업안전보건법령에 따른 소음측정(측정대상여부 판단)의 법정 기준은 교환율(Exchange rate)이 5㏈이며, 기준음압(Criterion level)은 90㏈(또는 85㏈)로 규정되어 있습니다.
산업안전보건법령상 소음 측정 기준은 90dB, 교환율 5dB이다.
작업환경중에 Toluene(TLV=100ppm) 65ppm, Benzene(TLV=10ppm) 2ppm, Sltyrene(TLV=50ppm) 15ppm이 혼합하여 존재하고 있을 때 혼합증기의 허용농도는? (단, 상가작용 기준)
정답 ① · 문제는 세 가지 물질이 혼재한 작업장에서 상가작용 기준으로 혼합허용농도를 구하는 것이다. 절차는 각 성분의 실제농도/허용기준(TLV) 비율의 합이 1 이하인지 확인하고, 필요시 혼합물 전체의 등가허용농도를 역으로 산출하는 것이다.
상가작용 혼합증기 허용농도는 각 물질의 실제농도/TLV 합이 1을 초과하면 안 되므로, 역수의 합을 계산하여 허용농도를 구한다.
제철공장의 작업환경 공기를 측정하였더니 분자량 78인 벤젠이 8ppm 이었다. 이 농도는 ㎎/m³ 로 얼마인가? (단, 작업장의 기온은 25℃, 기압은 1atm이다.)
정답 ③ · 기체상 물질의 농도를 ppm에서 mg/m3로 환산하는 공식은 다음과 같습니다. mg/m3 = ppm × (분자량 / 24.45) (단, 25℃, 1atm 기준).
25℃ 1기압에서 ppm을 mg/m³로 환산할 때 분자량을 24.45로 나누어 곱한다.
산업위생관리산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.