개념 한 쪽
공기 중 입자상 물질은 발생 원리와 물리적 성질에 따라 명칭과 취급 기준이 달라진다. 연마나 분쇄로 생기는 먼지, 금속 용융으로 생기는 흄, 액적으로 생기는 미스트 등 발생 기전을 기준으로 구분하는 관점이 중요하다.
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출제기준 단원 「입자상 물질의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 총분진 분류 기준 물질 판별 | 1 | 총분진 제1종의 대표 기준 물질을 가리기 |
| 중금속과 특정 장해 연결 | 1 | 특정 중금속 먼지와 유발 질환을 연결하기 |
| 공기역학적 직경 정의 판별 | 1 | 침강속도와 밀도 조건으로 공기역학적 직경을 식별하기 |
먼지(Dust)는 연마, 분쇄, 절삭 등 고체 물질이 물리적으로 파쇄되어 발생한 미세한 고체 입자를 의미한다. 이 정의에 따르면 용융·분무·연소 등 다른 발생 원리를 가진 흄(Fume), 미스트(Mist), 연기(Smoke)와 구별된다.
입자 크기와 밀도는 공기 중 거동을 결정하는 중요한 인자이다. 입경이 매우 작은 0.1㎛ 미만의 초미세 입자는 브라운 운동에 의한 확산(diffusion)에 의해 여과지에 포집되는 경향이 크다. 반대로 큰 입자는 관성 충돌이나 중력 침강에 의해 주로 포집된다.
공기역학적 직경(Aerodynamic Diameter)은 특정 입자의 침강속도가 밀도 1의 구형 입자와 같을 때 그 구형 입자의 직경으로 정의된다. 이 척도는 실제 기하학적 크기와 달라질 수 있으며, 폐포 침착 가능성 평가에 유용한 지표이다.
호흡기 내 입자 침착의 주요 기전은 중력침강, 확산, 간섭(또는 충돌/간섭) 등 세 가지로 분류된다. 회피는 입자가 기도를 통과해 벽을 피하는 현상으로서 침착 기전에 포함되지 않는다.
총분진의 허용농도 구분에서 제1종을 대표하는 기준 물질로 유리규산(SiO2)이 사용된다. 유리규산은 폐섬유화 유발물질로서 엄격한 관리 대상이 된다.
중금속 먼지의 특정 건강영향 예로 크롬, 특히 6가 크롬은 코 점막을 손상시켜 비중격천공을 유발할 수 있는 대표적 물질로 알려져 있다.
입자의 발생원리에 따른 용어 구분 예: 연마·분쇄로 발생한 미세 고체 입자는 '먼지'로 분류하고, 금속 용융 시 생성된 미세 산화물은 '흄', 액적 분무는 '미스트'로 분류하여 문제를 풀이한다.
침강시간 계산 예: 스토크스 법칙으로 직경 3μm, 비중 5인 먼지의 침강속도를 구하면 50cm 높이를 침강하는 데 약 6.2분이 걸리는 결과가 나온다. 계산 순서는 스토크스 공식으로 속도(m/s)를 구한 뒤 거리를 속도로 나누고 초를 분으로 환산하는 절차를 따른다.
총분진의 허용농도를 제1종, 제2종, 제3종 분진으로 나누는데 대표적인 기준 물질은?
정답 ② · 문항은 총분진 허용농도 구분에 사용하는 대표 물질을 묻고 있다. 산업안전보건 관련 분진 분류에서 제1종 대표 물질은 유리규산(SiO2)로서 폐섬유화 유발 위험이 커서 엄격한 기준이 적용된다.
총분진 허용농도 구분 시 제1종은 유리규산(SiO2)을 대표 물질로 사용합니다.
다음의 중금속 먼지 중 비중격천공의 원인물질로 알려진 것은?
정답 ③ · 코의 점막을 자극하고 손상시켜 비중격천공(코 구멍 사이의 벽에 구멍이 뚫리는 질환)을 유발하는 가장 대표적인 중금속 물질은 크롬(Chromium)입니다. 특히 6가 크롬 화합물은 부식성과 독성이 매우 강해 도금 작업 등에서 흡입하거나 점막 접촉 시 심각한 궤양 및 천공 장해를 일으키는 것으로 잘 알려져 있습니다.
크롬(특히 6가 크롬)은 강력한 부식성으로 코 점막을 손상시켜 비중격천공을 유발하는 대표적 중금속이다.
대상먼지와 침강속도가 같고, 밀도가 1이며 구형인 먼지의 직경으로 환산된 직경을 무엇이라 하는가?
정답 ② · 문항은 침강속도가 같고 밀도 1인 구형 입자로 환산한 직경의 명칭을 묻고 있다. 이러한 정의는 공기역학적 직경(aerodynamic diameter)에 해당하며 입자의 침강특성을 표준 구형 입자의 직경으로 환산한 값이다.
대상먼지와 침강속도가 같고 밀도 1인 구형 먼지의 직경으로 환산한 값을 공기역학적 직경이라고 한다.
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