개념 한 쪽
시료채취 전에는 목표 농도 환산, 필요한 시료 부피 계산, 적절한 채취매체 선택, 그리고 가스 샘플 병의 내부 공기 교체 횟수 결정 등 여러 준비작업을 수행한다. 이러한 준비과정은 정확한 정량 분석과 노출평가를 위해 필수적이다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「준비작업」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 검출한계로 시료 시간 계산 | 1 | 검출한계·목표농도로 필요한 채취부피와 시간 계산 절차 묻기 |
| 채취매체의 원리 구분 | 1 | 흡착제와 여과지 중 흡착 원리 비해당 매체 가리기 |
| 가스 치환 횟수 산정 | 1 | 목표 오차율 달성에 필요한 병 치환 횟수 계산하기 |
시료채취의 첫 단계는 목표 농도의 단위를 실무에서 쓰는 단위로 환산하는 것이다. mg/m³와 ug/m³ 같은 단위 변환을 정확히 수행해야 필요한 시료 부피를 계산할 수 있다. 농도×부피=질량 관계식을 활용해 검출한계와 목표농도에 따른 최소 채취 부피를 산출한다.
채취매체는 포집 대상의 물리적 특성에 맞게 선택한다. 기체상 물질은 흡착제(예: 활성탄, 실리카겔, 분자체)를, 입자상 물질은 여과지(예: MCE, PVC, PTFE 등)를 사용하여 포집 원리를 맞추어야 한다. 매체의 물리화학적 특성은 분석방법과의 호환성에서 중요한 판단 기준이 된다.
가스시료 채취병의 치환 횟수는 병 내부 잔류 공기의 비율을 원하는 오차율 이하로 떨어뜨리기 위해 결정한다. 치환을 반복하면 잔류 비율이 절반씩 감소하는 지수적 감소를 보이므로 로그공식을 사용하여 필요한 횟수를 산출한다.
지역시료와 개인시료의 목적과 한계를 구분해야 한다. регион시료는 공간의 평균 농도나 환기 효율 파악에 유용하나 근로자의 실제 노출을 대체하지 못한다. 개인시료는 호흡대 근처에서 채취하여 작업자의 실제 노출량을 평가하는 데 적합하다.
대표 계산 1 — 검출한계와 유량으로 채취시간 계산 절차를 보인다. 목표농도는 노출기준 0.5mg/m³의 1/10로 0.05mg/m³가 된다. 이를 ug/m³로 환산하면 50ug/m³가 된다. 분석법 검출한계가 5ug이므로 필요한 최소 시료량은 5ug ÷ 50ug/m³ = 0.1m³ = 100L가 된다. 채취 유량이 0.2L/분이면 필요한 시간은 100L ÷ 0.2L/분 = 500분이 된다.
대표 계산 2 — 가스 샘플 병의 치환 횟수 계산 절차를 보인다. 잔류 오차율 E를 목표로 할 때 치환 횟수 N은 N = log(E) / log(0.5) 공식을 사용한다. 예시에서 목표 오차율이 0.03%이면 E ≈ 0.0003이므로 로그 계산 결과 필요한 횟수를 얻을 수 있다고 판단한다. 이 유형은 1/2의 거듭제곱과 목표 비율을 비교하여 빠르게 추정하는 연습이 핵심이다.
어떤 유해물질을 분석하는데 사용할 분석법의 검출한계는 5ug이다. 이 물질의 노출기준(0.5mg/m³)의 1/10에 해당 되는 농도를 검출하기 위해서는 0.2L/분의 유량으로 몇 분을 채취해야 하는가?
정답 ③ · 문항은 주어진 검출한계로 목표 농도를 검출하려면 몇 분 채취해야 하는지 계산하라는 문제이다. 목표는 노출기준 0.5 mg/m3의 1/10인 0.05 mg/m3(50 μg/m3)이고 검출한계는 5 μg이므로 필요한 시료부피는 5 μg ÷ 50 μg/m3 = 0.1 m3 = 100 L이다.
목표 농도 0.05mg/m³를 검출한계 5ug로 검출하려면 최소 1L의 시료 채취가 필요하므로 5분이 걸린다.
다음 매체 중 흡착의 원리를 이용하여 시료를 채취하는 방법이 아닌 것은?
정답 ④ · 문항은 흡착 원리를 이용해 시료를 채취하는 매체를 고르는 문제이다. 활성탄관, 실리카겔관, 분자체(분자체)는 기체 성분을 흡착해 포집하는 흡착제 기반 매체이므로 흡착 원리를 사용한다.
활성탄, 실리카겔, 분자체는 기체 분자를 흡착하는 고체 흡착제이나, PVC 여과지는 입자상 물질을 걸러내는 여과 매체이므로 흡착 원리가 아니다.
가스상 물질의 포집을 위한 기체 혹은 액체치환병을 시료채취 전에 전동펌프 등을 이용한 채취대상공기로 치환 시 채취효율에 대한 오차율이 0.03%일 때 가스시료 채취병의 공기치환 횟수는?
정답 ③ · 가스 시료 채취병의 내부 공기를 완전히 치환하기 위한 최소 횟수는 기체 혼합의 원리와 지수 함수적 감소를 이용한 공식 N = log(E) / log(0.5) 등을 이용하여 산출합니다. 치환 횟수에 따른 잔류 오차율은 1회 50%, 2회 25%, 3회 12.5%와 같이 절반씩 줄어드는 경향을 보이며, 이를 수식화하여 목표 오차율인 0.03%에 도달하기 위한 계산을 수행하면 대략 8회의 치환이 필요함을 알 수 있습니다.
가스 치환 횟수 N은 log(오차율)/log(0.5) 공식으로 계산되며, 0.03% 오차율을 달성하려면 약 8회 치환이 필요하다.
산업위생관리산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.