시료 상태 분류는 고형물 함량 기준으로 정의되며, 시료 조제 시에도 입경 기준에 따라 분쇄·체질 등을 수행한다. 예컨대 입경 5mm 이상인 물질은 분쇄·체질하여 0.5~5mm 범위로 조제한다는 규정이 존재한다.
구획법은 시료를 여러 구획으로 나눈 뒤 균등량을 혼합해 일부만 취하는 방식으로, 대표성을 확보하면서 축소하는 방법으로 소개된다. 교호삽법은 장방형으로 도포한 육면체의 측면을 교대로 돌리며 균등량을 취해 두 개의 원추를 만들고 그중 하나를 버리는 방식으로 정의된다.
원추4분법(콘 쿼터링)은 시료를 원추형으로 쌓아 평탄화한 뒤 십자로 4등분하고 마주 보는 대각선 방향의 두 조각만 취해 나머지를 버리는 방식으로, 조작마다 남는 양이 전체의 절반이 된다는 점이 핵심이다. 따라서 반복 횟수 n일 때 남는 양은 처음 양 × (1/2)^n 으로 계산한다.
시료 축소 문제는 각 방법의 절차 키워드(예: '교대', '원추', '4등분', '20개 구획')와 원추4분법의 감소 비율(1/2)을 묻는 유형으로 출제되는 경향이 있다.
예제
원추4분법의 대표 계산 예시를 다룬다. 문제: 100g의 시료를 원추4분법으로 여러 번 조작하면 최종 잔량을 계산하라. 풀이: 원추4분법은 조작마다 1/2씩 남으므로 반복 횟수 3일 때 100g × (1/2)^3 = 100 × 1/8 = 12.5g 이다.
또 다른 예시: 1,000g의 시료를 원추4분법으로 여러 번 조작하면 최종 잔량을 계산하라. 풀이: 반복 횟수 4일 때 최종 잔량은 1,000 × (1/2)^4 = 1,000/16 = 62.5g 이다.
대표 기출 3문항
폐기물시료를 조제하기 위한 축소방법중 쌓여진 육면체의 측면을 교대로 돌면서 균등량씩을 취하여 두개의 원추를 쌓고 이중 하나는 버리면서 계속 시료의 크기를 줄이는 방법은?
구획법
교호삽법
원추 2분법
원추 4분법
정답과 해설 보기
정답 ② · 폐기물 시료의 축소 방법 중 교호삽법(또는 교호원추법)은 시료를 원뿔 모양으로 쌓은 후 육면체 형태로 만들고, 측면을 교대로 돌면서 균등량씩 취해 새로운 두 개의 원추를 만드는 과정을 반복하여 시료량을 줄여나가는 방법입니다. 이를 통해 시료의 대표성을 유지하면서 분석에 적합한 크기로 시료를 축소할 수 있습니다.
교호삽법은 육면체의 측면을 교대로 돌며 균등량씩 취해 두 원추를 만들고 하나를 버리는 축소법이다.
100g의 시료에 대하여 원추 4분법을 3회 조작하면 시료는 몇 g이 되는가?
8.3
12.5
20.0
33.3
정답과 해설 보기
정답 ② · 원추 4분법을 3회 조작한 후 남는 시료의 양을 계산하는 문제이다. 원추 4분법은 1회 조작마다 시료가 절반으로 줄어드는 축분 방법이다.
원추 4분법은 1회 조작마다 시료가 1/2로 줄므로 100g×(1/2)³=12.5g이다.
1,000g의 시료에 대하여 원추 4분법을 4회 조작하면 시료는 몇 g이 되는가?
31.5
62.5
75.5
95.5
정답과 해설 보기
정답 ② · 원추 4분법을 반복 수행할 때 시료량의 감소를 계산하는 문제이다. 원추 4분법은 시료를 원뿔로 만들어 편 후 4등분하여 대각선 방향의 두 등분만 남기는 조작이므로 한 번 조작할 때마다 시료가 절반으로 줄어든다.