NITROX에 대한 이해.

사진: 엉터리

 

공기성분과 인체내어서의 역활

순수 공기(Air)의 성분을 분석하여 보면,

 

질소(Nitrogen) 78.08%
산소(Oxygen) 20.94%
아르곤(Argon) 0.94%
이산화탄소(Carbon Dioxide) 0.3%
탄산가스 0.03%
네온(Neon) 0.0012%
헬륨(Helium) 0.0004%
메탄 0.0002%
크리프톤 0.0001%
수소(Hydrogen) 0.00005%
아산화질소 0.00005%
키세논 0.000008%

상기와 같이 공기의 8할에 가까운 성분이 질소이며,

나머지 2항정도의 산소가 호흡으로 우리 체내에 들어와서 산화하여 이산화 탄소로 화하여,

다시 호흡에 의해 체외로 배출하게 됩니다.

 
그래서 우리가  들여 마시고 있는 공기에는 산소 20.94%,질소 78.08%,이산화탄소 0.3%, 수분 0.94%이었던 것이  

내쉬는 공기에는 상대적으로 수분과 이산화탄소의 함량이 높아지고 산소는 낮아지게 되며,

그로 인해서 배출되는 질소의 양은 동일하다 해도 비율에서는 떨어지게 되어서,

산소 16%, 질소 74%, 그리고 수분과 이산화탄소가 약 10%로 바뀌어서 배출하게 됩니다. 

 

(물론 날숨으로 배출되는 산소 16%까지 리필하여 사용하기 위한 "리브리더"라는 재호흡장비가 개발되어 테크니칼다이빙에서 사용하는 장치도 있읍니다.)

호흡으로 폐로 전달된 산소는  혈액내에서 헤모 글로빈(HEMOGLOBIN)과 화학적으로 결속하여서,

옥시헤모글로빈(OXYHEMOGLOBIN)으로 변하여서,

혈장 속에 용해되어 있어 각 세포 조직으로 이동하여,

신진대사 작용을 하기 위한 산화에 필요한 활성원을 제공하는데 쓰여지고 있읍니다.

여기에서 산화되고 남은 부산물인 이산화탄소는 다시 혈액에 의해 폐를 통해서 몸밖으로 배출되게 됩니다.

그러나 질소는 산소와 달리 우리 몸에서는 신진대사 작용을 하지 못하고,

단지 혈액과 조직에만 소량 산포 된 질소가 주변 압력의 균형을 위해 흡입또는 배출될 뿐 입니다.

압력변화에 따른 인체반응

 

매질의 비중이 높은 물속에서의 잠수는 압력변화가 심하여,

지상에서와는 달리 인체는 압력에 따른 반응이 현저하게 나타나며,

이를 넘지 못하게 되면 결국에는 잠수병이라는 결과를 초래하게 됩니다.

 

잠수를 하게 되면 공기를 압축하여 고압의 공기를 충전한 공기통에 공기를 주변 압력과 같아지도록 감압 하여 주는 레귤레이터라는 장치를 통해서 공기를 공급받게 되는데,

이것은 물속으로 하강하는 동안 높아진 압력에 맞추어 공기를 공급하게 되며,

이렇게 우리가 들어 마시는 기체도 같이 압력을 증가시키게 됩니다.

 

여기서 압력이 증가된 질소도 압력변화로 인해서,

폐로 들어가는 질소가 이미 혈액과 조직에 흡수된 질소보다 압력이 증가한 것이기때문에 변화된 압력으로의 확산효과를 일으켜서 체내의 질소압력을 높이게 되고,

그런 후에 상승하게 될 때는 반대 현상으로 마시고 있는 공기 압력이 낮아지고,

이미 혈액과 조직에 흡수된 상대적 고압의 질소는 숨을 내쉬는 동안 폐를 통하여 현저히 제거되게 됩니다.

결국 잠수인이 10 미터,(2 절대기압)에서 수중활동을 하는 경우에는 질소 분압이 1. 58 기압(PN2=1.58ata)이 되고,

20 미터(3 절대기압)에서 수중활동을 하는 경우 질소 분압이 2.37 기압(PN2=2.37ata)이 되므로

주변 압력과 동일해 짐을 알 수 있읍니다.

또 잠수인이 수면에 오르고 휴식을 취하게 되면,

다이버 체내의 질소 분압은 잠수를 시작하기 전과 마찬가지로 해수면에서의 공기 중 질소 함유향인 약 79%로 다시 균등화 되겠지요....

즉 위의 예에서 알 수 있듯이 감압 이론의 기초를 이해하는 것은

주어진 일정한 온도에서 액체에 용해될 수 있는 기체의 총량은 그 액체에 접촉하고 있는 기체의 부분 압력에 거의 직접적으로 비례 변화한다는 법칙인  헨리의 법칙(HENRY'S LAW)이라는건 이 엉터리 잠수인이 아니라면 다 아실겁니다만, 

이를 기초로 하여 나이트록스 다이빙 이라는 이론이 형성되었다고 봐야겠지요.

 

나이트록스란 무엇인가 ?

 

나이트록스란 공기와 같이 동일한 성분의 기체가 일정 비율로 구성된 것을 일컫는다.
그러므로 공기 역시 나이트록스입니다.

 

일반적으로 잠수를 위한 나이트록스의 산소 함유량 비율은 일반 공기보다 높을 뿐으로 질소 또한 함유하고 있읍니다.

 

그리고 산소 함유율을 높인 에어 나이트록스(ENRICHED AIR NITROX : EAN : EANX)란,

산소 함유 비율이 21% 보다 높은 것을 잠수를 위한 나이트록스라고 할 수 있읍니다.

여기서 "X"는 혼합된 산소의 함유 비율,

즉 32% 또는 36% 등으로 표기할 수 있는 비율을 의미하는데,

잠수를 위한 나이트록스의 산소 비율을 일반 에어의 함유 량보다 적게 혼합하는 특수한 경우도 있읍니다.

이는 잠수에서 가장 무서운 잠수병인 "산소중독"을 예방키 위해서,

산소의 절대분압은 1.6 기압이하로 설정하여야 하는데,

1.6기압이 넘어가기 시작하는 수심 66 미터보다 깊은 곳을 잠수하기 위해서는 도리혀 산소함량을 21% 보다 적게 혼합하여 산소 중독을 의도적으로 피하기 위한 블랜딩을 하기도 한다.

 

(계산방법:

수심 66미터에서 절대기압은 7.6 기압이 되어 1 기압당 산소 합유비율 0.21을 곱하면 PN2=1.596ata가 된다.

 

나이트록스조성

 

기본적인 베이직 나이트록스 코스에서는 EAN32 그리고 EAN36 이라고 표기하거나,

또는이것을 각각 NOAA 나이트록스 I(NN I) 그리고 NOAA 나이트록스 II(NN II)라고 부르기도 합니다.

 

참고:

NOAA는 NATIONAL OCEINIC and ATMOSPHERIC ADMINISTRATION의 약어다.

 

EAN32 란 산소 32%를 함유한 것이므로 상대적으로 질소 68%를 함유한 것임을 의미하며,

마찬가지로 EAN36 이란 산소 36%를 함유한 것이므로 상대적으로 질소 64%를 함유한 것임을 의미합니다.

 

나이트록스 잠수의 이점과 주의 

 

결과적으로 나이트록스 잠수는 인의적으로 일반 공기보다 상대적으로 질소 함유량을 적게 만듬으로서,

공기보다 질소를 덜 마시게 된다는 것이다.

 

다시 말해서 질소를 덜 마시게 된다는 것은 수중활동 중에 발생될 수 있는 감압병(DECOMPRESSION SICKNESS)과 약 30 미터에서부터 발생될수있는질소마취(NITROGEN NARCOSIS)효과를 격감시키는 중요하고도 커다란 이점이 있으며,

그러인해 수중 체류시간 증가, 수면 휴식시간 단축 등이 있을 뿐 아니라,

다량의 산소 공급으로 인해 감압 시에 체내 질소 배출이 빠르게 이루어 질 뿐 만 아니라,

피로회복에도 도움을 주는 등 ...

잠수인의 안전을 증대시켜 주고 있읍니다 만,

 

단 한가지 "산소중독"이라는 치명적인 잠수병에 걸리지 않기 위한

필수사항인 정해진 수심 이하로는 수중활동을 하지 않도록 주의 할 것은 물론 일정 교육을 통해서

나이트록스에 대한 이해를 하고,

계획된 잠수를 하여야 만이 상기의 장점을 누릴 수 있게 되겠읍니다.