엉터리 다이빙

오늘날 대부분의 다이버들은 다이브 테이블과 컴퓨터의 정보가 DCS(Decompression Sickness : 감압병)로부터 자신을 안전하게 보호하지 못함을 알고 있다.

그런데 그들에게 '왜 그런가' 하고 물으면 대다수의 다이버가 개인의 생리적 차이 때문이라고 대답한다.

하지만 이 대답이 틀린 것은 아닐지라도 정확한 답은 아니다.

다이브 테이블과 컴퓨터는 정상적인 호흡 작용으로써 DCS에 대한 위험이 없이 질소 기체를 배출할 수 있는 시간표를 추론해 낸 것이다.

다이브 테이블과 컴퓨터에는 질소의 이동과 기포 형성에 관한 생리학적 연구 업적이 축적되어 있지만, 어디까지나 수학적 가설을 바탕으로 구성될 뿐이다.

이처럼 다이브 테이블과 컴퓨터는 과학적 검증이 이루어지지 않은 가설적 체계이기 때문에 절대적인 안전을 보장할 수 없는 것이다.

여기에서는 DCS 연구에 대한 현황과 기포 형성 이론을 적용하는 모델 개발을 검토함으로써 다이브 테이블과 컴퓨터를 보다 더 안전하게 사용할 수 있는 방법을 소개하고자 한다.

1. DCS 발생 이론

DCS에 대한 연구 현황에 따라 DCS 발생 과정을 개략적으로 정리하면 다음과 같다.

a. 다이버가 상승하는 동안 질소는 미세 기포로 변화한다.

    그리고 이것의 일부가 심장을 통하여 폐의 모세 혈관으로 이동한다.

b. 모세 혈관 속에서 이 기포들이 배출된다.

    기포 속의 기체는 팽창되고 정상적인 호흡을 통해 배출된다.

    만약 그 기포가 지나치게 많지 않으면 폐가 기포를 충분하게 배출하여 DCS는 발생하지 않는다.

c. 만약 다이버의 조직 속에 질소가 과다하게 축적되거나, 다이버가 급상승하게 되면 기포가 발생한다.

    과다한 기포는 흡수되지 못하고 혈액 순환계 속에 남는다.

d. 기포가 증가하게 되면 그것은 점점 팽창하게 되는데,

    이 과정에서 상대적으로 작은 기포가 더 큰 기포 속으로 확산된다.

e. d의 과정이 진행되는 동안에 인대(靭帶)와 건(腱) 속의 기포핵이 질소 배출을 방해하게 되어

    혈관 밖에 기포가 생긴다.

    이 기포가 신경을 압박할 정도로 꽉 들어차서 커지면 DCS의 전형적인 현상인 관절 통증이 발생한다.

f. 혈액 순환계 속으로 되돌아 온 질소 기포는 혈관을 압박하면서 확대되고 혈소판을 끌어 당긴다.

   이로 인한 단백질 방출이 혈액 속의 침전, 농도 증가, 혈량 감소의 원인이 된다.

2. 기포 형성의 원인

오늘날까지 DCS에 대한 많은 연구가 진행되어 왔음에도 불구하고, 아직까지는 기포가 형성되고 축적되는 곳이 확실하게 밝혀지지 않았다.

또한 기포의 형성과 소멸, 이동 방식, DCS를 유발하는 화학적 반응의 과정도 정확하게 밝혀지지 않았다.

그러나 다음 두 가지 견해는 기포 형성의 원인으로 인정받고 있다.

1)주변 압력이 감소할 때에 과포화 된 신체 조직에서 기포가 형성된다.
2)주변 압력의 증가 및 감소 때에 기존의 기포핵에서 기포가 성장한다.

1)의 견해는 DCS의 발생 이유를 설명하기 위해 사용된다.

한편 2)의 견해에 나타나는 핵이 신체 조직과 피 속에 존재한다는 명확한 증거는 없다.

그러나 핵이 사실상 모든 수성 조직 속에서 발견되고 있기 때문에 조직 속의 기포핵을 배제할 수는 없다.

특히 연어, 쥐, 인간에 대한 최근의 감압 연구들이 핵 형성 이론을 뒷받침하고 있다.

3. 기포 형성의 장소

최근에 와서 대부분의 학자들은 신체의 다양한 조직 속에 있는 혈관의 내부와 외부에서 기포가 형성된다는 가설을 바탕으로 연구를 진행하고 있다.

일단 기포가 생기면 많은 상황이 발생할 수 있다.

혈관 내부의 기포는 혈액 순환계인 동맥과 정맥을 벗어나서 혈관 외부의 기포처럼 조직 속에 머무르게 된다.

그 기포들은 혈액 침전과 혈관 수축에 의한 국소 빈혈 등을 일으킬 수 있다.

동맥 조직에서 발견되는 기포는 오랜 동안 DCS의 원인으로 여겨져 왔다.

혈관 외부 기포는 수성과 지방 조직에서 형성되는 것으로 추측되는데, 심장, 간장, 골격 근육에서 종종 발견된다.

혈관 외부 기포는 어떤 조직 속에 부분적으로 머물면서 인접한 과포화 조직의 확산 작용에 의해 더 많은 기체를 흡수한다.

그리고 말초 신경을 자극하여 통증을 일으킬 때까지 커지거나 혈액 순환계 속으로 들어가서 혈관 내부 기포가 되기도 한다.

지방 조직은 대부분의 혈관 외부 기포의 창고 역할을 한다.

이것은 지방 조직의 용해도가 수성 조직에 비해 5배나 높기 때문이다.

지방 조직에는 말초 신경이 거의 없기 때문에 기포에 의한 신경 및 국소 통증이 생기지 않는 것 같다.

다시 말해서 지방 조직 속에 있는 많은 양의 질소 기체는 순환계 속에 지방과 기포를 침전시키는 혈관 출혈을 일으킬 수 있는 것이다.

이 출혈은 동물 실험에서 관찰되고 있다.

힘줄과 척수 조직은 주로 수용성 조직이며 거기에는 지방 조직도 섞여 있다.

이 부위에는 기포 형성 및 증가를 일으키는 일부 지방 조직과 결합된 신경 밀도가 높기 때문에,

DCS가 발생하면 관절과 척수 부위가 심한 피해를 당하게 되는 것이다.

혈관 내부 기포는 동맥 및 정맥에서 모두 관찰된다.

상대적으로 정맥 속에서 대단히 많은 양이 관찰되는데 이것을 정맥 기포 폐색이라고 한다.

허파는 정맥 기포에 대한 효과적인 여과기 역할을 한다는 점을 고려하면, 동맥 기포는 동맥 혈관 또는 근접 조직에서 형성되는 것으로 추측된다.

그러나 거의 대부분의 정맥 기포는 정맥이 나오는 지방 조직에서 먼저 생기는 것으로 여겨진다.

동맥 혈관보다 더 얇은 정맥 혈관은 혈관 외부 기체의 침투에 영향을 받기 쉽기 때문이다.

위의 표는 S사에서 생산하는 다이브 컴퓨터의 수심별 NDL(무감압한계 :No Decompression Limits)을 정리한 것이다.

이 표에 의하면, NDL이 10분인 130ft에서 5분 단축은 50%의 안전성을 주지만, NDL이 220분인 30ft에서 5분 단축은 안전성이 2.3%에 불과하다.

다시 말해서 다이빙 시간의 5분 축소가 130ft에서는 NDL 한계의 50%에, 30ft에서는 NDL 한계의 97.7%에 접근해 있는 것이다.

따라서 각 수심에 일정한 안정성을 유지하기 위해서는 개인 NDL을 사용하는 것이 바람직하다.

개인 NDL은 다이브 테이블이나 컴퓨터에 입력된 수심별 NDL에 자신이 원하는 안전도를 곱하여 다이빙 시간을 계획하는 방법이다.

만약 어떤 다이버가 자신의 다이빙에서 10%의 안전성을 원한다면,

자신이 사용하는 다이브 테이블이나 컴퓨터에 설정되어 있는 NDL에 0.1을 곱한다.

10%의 안전도를 위의 표에 적용하면 130ft에서는 1분, 60ft에서는 5분이 된다.

그러므로 이 경우의 개인 NDL은 130ft에서는 9분, 60ft에서는 45분이 되고 이 다이버는 이것을 기준으로 해서 다이빙을 하는 것이다.

NDL에 대한 안전성이 "0"이 될 때까지 즉 자신이 사용하는 다이브 테이블이나 컴퓨터의 NDL 한계 시간까지 다이빙하면, 그 다이버는 NDL의 한계에 이르게 되어 위험할 수도 있다.

그러나 안전도를 결합하는 위의 방법을 사용하면 그만큼 안전성이 높아질 것이다.

비록 10% 안전도의 개인 NDL을 사용하여 한계에 이르더라도 실제 NDL의 90%에 해당할 뿐이다.

그러므로 자신이 사용하는 다이브 테이블이나 컴퓨터의 NDL 시간을 그대로 사용하기보다는 안전도를 결합한 개인 NDL을 계산하여 그 시간을 메모판에 기록해서 사용하는 것이 더 안전하다고 할 수 있다.

다이버들은 자신이 다이빙을 하는 시간 속에 위험이 잠재해 있다는 사실을 인정해야 한다.

이 위험 중의 한 가지가 DCS에 대한 가능성이다.

그러므로 유능한 다이버는 자신이 계획하고 있는 다이빙에 대한 위험과 안전을 평가할 수 있어야 한다.

이 평가를 통해서 위험을 최소화하고 안전을 최대화해야 한다.

사전 평가에 의한 올바른 계획의 수립은 다이빙의 안전성을 높일 수 있는 가장 바람직한 방법이다.

DCS의 연구 현황을 고려할 때, 다이빙 계획을 세우고 그 계획에 따라 다이빙을 하는 것(Plan a dive, Dive the plan)만이 안전하고 현명한 다이빙이 될 것이다.

출처:Lexy Diver

감압병의 수중치료가 가능한 경우도 있을 수는 있다

감압병의 수중치료는 다이빙 계에서 늘 논쟁의 대상이 되어 왔다. 

역사적으로 보면 다이빙 의학계는 “감압병 증상이 있는 다이버는 어떤 경우에라도 다시 물 속에 들어가서는 안된다.”라는 거의 일치된 견해를 견지해 왔다. 

여기에는 여러 가지 이유가 있어서 그런 것이지

의사들이 너무 보수적이고 환자가 더 큰 상해를 입을까봐 염려해서 그런 것은 아니다.

물 속에 들어가 있는 다이버는 예측불허의 여러 가지 위험에 직면할 수 있지만 고압챔버는 환경조건을 통제할 수 있는 능력이 매우 높다. 

또한 만약의 경우에 의사들은 소송을 당할 수 있기 때문에 더욱 신중해 질 수밖에 없다.
 

감압병의 수중치료는 아주 많은 문제점들을 안고 있어서 대부분의 경우, 이를 시도해서는 안된다. 

그러나 감압병의 수중치료가 더 나은 결과를 가져올 수 있는 특수한 경우는 몇 가지 있다고 볼 수 있다.

모델: 에쉬님, 사진: 케롤님

수중치료의 약점

공기로 수중치료를 하는 경우 다이버는 수중에 오래 머물러 있게 되므로 질소흡수량이 많아진다. 

그런데 감압병의 원인은 바로 그 과도한 질소의 흡수이다. 

따라서 단순하게 생각하면 벤즈에 걸린 다이버를 물 속에 넣는 것은 절대로 잘못하는 짓이다. 

그러나 문제는 많은 양의 질소 그 자체에 있는 것이 아니라, 다이버가 빨리 수면에 상승했기 때문에 형성된 기포에 있다. 

따라서 물 속으로 들어가 수압을 증대시키면 기포의 크기가 작아져 수중에서는 감압병의 증상은 빨리 사라질 수 있다. 

그 다음에 아주 천천히 상승하면 원래 과흡수된 질소와 치료 중에 더 추가적으로 용해된 질소가 모두 체외 방출되어 수면에 올라갔을 때 증상이 사라질 수 있다.
 

수중치료의 가장 지대한 문제는 공기를 사용하는 경우,

수중치료시간이 매우 길다는 것(최장 72시간까지 가야함)이며,

거의 모든 다이버들이 현실적으로 이 시간을 견디기는 불가능하다. 

이렇게 볼 때, 공기로 감압병을 수중치료해도 되는 환경조건은 있을 수 없다고 보여진다.
 

수중치료의 두 번째 문제는 체온저하증이다. 

다이버가 수시간 물 속에 가만히 앉아 있으면 체온이 떨어진다. 

체온저하증은 사지의 혈액순환을 감소시켜 치료효과에 역행하게 된다. 

공기로 수중치료를 하는 경우, 시간이 너무 길어서 환자가 추위에 떨어야 하므로,

이 현상은 특히 두드러진다. 

따라서 만약 가능한 경우가 있다면 수중치료는 따뜻한 물에 한해서 제한적으로 실시될 수 있을 것이다. 

그러나 수중치료를 산소로 한다면 치료시간을 큰 폭으로 짧아질 수 있다.(2～4시간)
 

만약 물이 차다면 이에 필적할 만한 체온보호책을 가지고 해야 한다. 

열심히 돌아다니며 다이빙하는 다이버와 치료를 받기 위해 가만히 정지해 있는 다이버간의 추위차이는 상당히 크다. 

3시간의 수중치료를 견디려면 정상적인 다이빙으로 2시간 다이빙을 한 뒤에도 몸이 따뜻한 정도의 보온복이라야 한다. 

이 수준 이하의 체온보호복이면 치료 중에 너무 추워서 치료가 효과적이지도 않고 안전하지도 않다
 

산소로 치료하는 경우에 문제는 산소중독이다. 

만약 치료 중에 발작이 일어난다면 사망할 확률이 매우 높다. 

풀 페이스 마스크를 사용하고 텐더가 늘 붙어 있으며, 가끔 산소를 공기로 바꾸어 주면 위험성은 줄어 든다.  그러나 위험성을 줄여 준다는 것이지 위험성이 없어지는 것은 아니다.
산소치료의 두 번째 문제는 장비들이 산소청소가 되어 있어야 하고,

치료를 끝낼 수 있기에 충분한 산소 재고가 있어야 한다는 것이다. 

공기와는 반대로 산소가 모자라서 치료를 중단하고 상승하는 경우,

환자와 텐더는 더 악화된 결과를 초래하지는 않는다. 

그러나 공기 수중치료표에 의하면 환자와 텐더는 감압해야 할 시간이 엄청나게 길기 때문에 만약 불의의 원인에 의해 도중 상승을 하면 처음 물에 들어 갔을 때보다 훨씬 더 악화된 결과를 가지고 나오게 된다.
 

산소수중치료법의 장점을 요약하자면 질소제거 속도를 증가시키고,

추가적으로 흡수되는 질소가 없으며,

산소결핍조직에 산소공급을 신속하게 해 주고,

치료수심을 얕게 해 주며,

치료시간도 단축시킨다는 것이다.
 

수중치료의 또 다른 문제는 환자의 증상이 어떻게 호전되었는지 물 속에서 판단하기 어려운 점이다. 

환자는 중성부력상태에 있으므로 근육의 힘을 측정하기가 매우 어렵다. 

환자는 웻슈트 아니면 드라이슈트를 입고 있으므로, 감각의 변화상태도 판정하기 어렵다. 

또한 텐더가 환자를 모니터링하기도 매우 불편하다. 

의사소통에도 장애가 많다. 

그러나 수중메모판을 잘 활용하면 도움이 될 수 있고, 풀 페이스 마스크를 사용하면 수중통화장치를 장착시키기가 쉬우므로, 의사소통에 크게 도움이 된다.
 

수중환경이란 것은 본질적으로 위험성을 가지고 있다. 

환자가 익사할 가능성은 항상 있으며(재압챔버라면 이런 위험성은 없다),

위험한 바다 동물이 나타나거나 강한 조류가 나타날 수도 있다. 

물 밖의 여건변화도 고려하지 않을 수 없다. 

날이 어두워지고, 파도와 조류가 강해질 수 있고, 폭풍우가 접근해 올 수도 있으며, 수면 지원팀이 멀미에 시달릴 수 있는 등등 많은 변수가 도사리고 있는 것이다.
 

마지막으로 감압병을 수중치료하고자 한다면 감압병을 판단하고 치료할 수 있는 지식을 가진 사람이 현장에 있어야 한다.

수중치료의 장점
 

수중치료의 가장 큰 장점은 즉시 시행할 수 있다는 점이다. 

감압병은 증상이 나타나자마자 시간 지체없이 즉시 압력을 가할수록 좋은 결과가 나온다는 데에는 이의가 있을 수 없다. 

초기 감압병과 후기 감압병은 그 내용에 큰 차이가 있다는 것을 잘 알고 있어야 한다. 

감압병이 처음 나타난 순간에는 생성된 기포가 직접적으로 작용해서 병증이 나타나지만 시간이 지난 감압병은 조직에 최소한의 변화가 있고, 수많은 생화학적 변화가 복잡하게 일어나게 된다. 

또한 경험치에 의하면 감압병이 발병하지 즉시 치료한 경우에는 18m 가압만 시켜도 빨리 증상이 사라지는데 이것은 재빠른 치료의 효과가 얼마나 좋은 것인지 증명해 주는 것이다.
 

반면에 발병 후 여러 시간 또는 날이 지나간 뒤에는 18m 가압이 별로 효과가 없을 때가 많다. 

이런 경우에는 치료표대로 장시간에 걸쳐 치료하는 중에 병증이 없어진다. 

증후가 잘 없어지지 않거나 치료 전 경과시간이 긴 감압병에는 치료도표의 TT7(최소한 36시간의 챔버시간)을 적용하면 성공적인 결과가 나올 때가 있다. 

이런 중증은 조직상해가 있어서 혈류가 방해받고 있으며, 여러 가지 생화학적 변화가 있는 것으로 믿어진다. 

이런 사실로 보아 치료가 지연된 감압병은 높은 산소분압이 필요하고 압력의 단위 당 효과가 적다는 것을 뜻한다. 

따라서 재빠른 치료는 감압병 증상을 빨리 회복시킨다고 말할 수 있는 것이다.

수중치료의 국제적인 사례
 

세계적으로 감압병에 심하게 걸리며 치료도 수중에서 하는 다이버 집단이 2개가 있다. 

하나는 하와이의 흑산호 다이버들이고, 다른 하나는 호주의 진주조개 다이버들이다. 

이 두 그룹은 다이빙 교육 수준이 낮아서 공기잠수로 100m 수심까지 들어가는가 하면 하루에도 여러 번 다이빙을 실시한다. 

그리고 다이빙을 실시하는 장소도 아주 먼 벽지이다. 

이들이 감압병에 잘 걸릴 것은 당연한 일인데, 이들은 그들 나름대로 시행착오를 거치면서 수중치료법을 개발했다.
 

한 연구를 보면 이 사람들의 527건 감압병 중 88%가 치료되었고, 9%는 경증만 남아서 챔버로 가지 않았는데, 2일 뒤에는 나머지 증상도 깨끗이 없어졌다. 

그리고 단 3%만이 챔버치료를 받은 것으로 나타났다. 

이 사람들의 수중치료가 성공적인 이유는 5분 이내에 물 속으로 다시 들어가 압력을 받는다는 사실에 있다.  그리고 이들이 다이빙하는 바다의 물은 한국을 기준할 때 매우 따뜻하다.

수중치료 테이블
 

처음에 나온 감압병의 수중치료법은 공기탱크 두 개를 가지고 통증이 사라지는 수심까지 내려가 시간을 보낸 다음에 서서히 상승하는 것이었다. 

만약 상승 중에 통증이 다시 나타나면 통증이 사라지는 수심까지 다시 아래로 내려가는 식이다. 

첫 수심은 보통 18m 이상인데, 놀랍게도 이 치료법은 성공할 때가 많았다. 

그러나 이 방법은 72시간까지 길게 걸리는 경우도 있었다.
 

공식적으로 나온 최초의 수중치료 테이블은 1970년 호주에서 개발된 것이다. 

환자는 100% 산소를 가지고 9m에 들어가 증상의 정도나 치유반응에 따라 30분, 60분 또는 90분을 머무른다. 

이들은 그 다음에 12분당 1m 속도로 수면에 상승한다. 

수면에 나오면 1시간은 산소호흡을 하고, 다음 1시간은 공기호흡을 하는데,

이를 12시간 동안 반복한다(만약 수면 밖으로 나와 산소를 마시지 않으면 증상이 재발하는 일이 많다). 

상승도중 증상이 나타나면 30분을 더 머무르다가 다시 상승을 계속한다. 

이 방법은 결과가 좋아서 널리 이용되었으며,

중증에 걸린 사람도 병원 후송대책을 마련하는 동안 이 방법으로 임시 치료했다. 

이 방법은 상승도중 병증이 꾸준하게 나아지는 결과를 보였다. 

이 테이블에 의하면 환자는 200입방 피트의 산소가 필요하고, 텐더에게는 200입방 피트의 공기가 필요하다.
 

하와이에서 사용되는 방법도 호주 테이블을 원용한 것이다. 

환자는 통증이 사라지는 수심에서 9m로 더 내려가고 최대 50m는 넘지 않도록 한다. 

이 수심에서 10분을 정지했다가 상승하는데,

매 1분마다 정지해서 환자의 상태를 판단해 보며 9m를 상승시키는데 최소한 10분을 소요시킨다. 

상승도중 증상이 재발하면 9m를 하강해서 5분을 정지했다가 다시 상승을 시도한다. 

9m 수심에 도달하면 산소를 60분간(타입1) 또는 90～120분간(타입2) 마신다. 

그 다음 환자는 산소를 마시며 서서히 수면으로 끌어 올려지고 수면에서는 잠수의학 전문가가 기다리고 있다. 

이 치료 테이블은 환자를 챔버로 이송하기 위해 중간에 수중치료를 중지할 수 있다. 

이 방법의 가장 큰 문제점은 환자가 내려가는 수심이 깊어서 가두어진 타입의 바다에서는 실시하지 못하고 먼바다로 나가야 한다는데 있다.
 

미해군은 재호흡기로 수중치료를 할 수 있는 치료테이블을 개발했다. 

환자는 9m 수심에서 60분 또는 90분 머문다(호흡기체는 100% 산소, 타입1 증상은 60분, 타입2 증상은 90분). 

그 다음에 6m 수심에 상승하여 60분 그리고 3m 수심에서 60분을 기다린다. 

수면 밖으로 나가면 3시간 산소호흡을 더 한다. 

이 테이블은 수심 변경이 빠른 것과 아직 임상실험 경험이 별로 없다는 점이다.

결어
 

산소에 의한 감압병 수중치료는 먼 벽지에 가서 다이빙할 때, 준비가 잘 갖추어진 다이버 팀이라면 시도해 볼 수 있는 방법이다. 

그러나 레크리에이션 다이버들은 절대로 감압병 수중치료를 해서는 안되며,

테크니컬 다이버들이라 해도 대부분 이것에 관해 준비되어 있지 않다. 

수중치료법을 실시한다면 사전에 여러 가지 사안을 고려해야 한다. 

증상의 정도, 체온저하증, 환경 등에 대해서이다. 

또한 장비가 완벽해야 하고 현장에 이에 관해 훈련받았고, 지식을 갖춘 책임자가 있어야 한다. 

그렇지 않으면 수중치료는 증상을 더 악화시킬 수 있다.

출처:Lexy Diver

산소(Oxygen : O2)는 생명을 지탱하는데 필수적인 기체이지만,

한편으로 너무 적은, 혹은 너무 많은 산소는 인체를 죽음에 까지 몰고 가는 손상을 입힐 수도 있다.

정상적인 대기압 아래에서 공기는 21%의 산소와 79%의 나머지 기체들로 이루어져 있다.

물론 산소는 여하한 압력하에서도 독성을 가지고 있지만,

놀랍게도 인간의 신체는 정상 압력 아래 에서 산소의 독성을 제어할 수 있는 방법을 발전시켜 왔기 때문에 우리가 보통 숨을 쉴 때는 산소의 독성으로부터 자유로운 것이다.

최근의 조사에서는 다이빙과 연관되지 않는 육상의 질병에 있어서도 많은 부분이 산소 중독과 연관되어 있다는 것이 밝혀져서 산소의 독성에 대한 연구의 많은 진보가 이루어지고 있다.

호흡된 산소를 혈관 내부로 운반시키는 헤모글로빈이 산소와 결합하는 방법은 매우 효율이 높은 것이어서 산소의 분압이 0.16 이하로 떨어지기 전까지는 분압의 변화가 실제로 혈액으로 전달되는 산소의 양을 크게 변화시키지 않는다.
이는 우리가 비행 혹은, 고산 지대에 오르는 활동을 한다는 점에서 얼마나 다행스러운가?

필리핀 팔라완에서..

<사진: 엉터리>

다이버에게 산소의 결핍 상태를 우려해야 할 만 한 일이 있는가?

통상적인 상태에서 한 가지 상황이 우려 된다.

공기가 채워진 공기 탱크 안에 수분이 있는 상태에서 장기간 방치해 두는 경우에는  

탱크 내부의 수분이 탱크를 산화시키는데 필요한 산소가 탱크를 부식시키므로 산소를 소모시킨다.

알루미늄과 철제 탱크 모두 산화될 수 있지만,

알루미늄의 경우 산화 코팅으로 탱크 내부가 보호되어 있어 산화를 막고 있다.

철제 탱크는 산화가 진행 됨에 따라 산화된 표피는 일어나고 그 아래 부분이 드러나게 되어 산화의 진행이 계속이루어 진다.

그래서 심지어는 겨울철 내내 탱크를 방치 해 두었다면 산소가 전혀 남아 있지 않게 될 것이다.

외지의 기사에 따르면 전년도에 채워진 탱크를 가지고 다음해 봄에 첫 다이빙을 즐기려던 몇몇 사람들이 산소 결핍으로 사망했다는 뉴스가 있다.

이들은 아마도 하강을 진행하는 과정에서 산소 결핍으로 의식을 잃게 되었을 것이고,

음성 부력을 가진 상태에서 그 진행 속도가 점점 빠르게 하강하여 순식간에 목숨을 잃게 되었을 것이다.

이런 불상사를 막기 위해서는 겨울 동안, 혹은 다른 이유로 장기간 공기 탱크를 방치하였을 경우에는 반드시 새로이 공기를 채워서 다이빙 해야 한다.

한편 인간의 신체는 산소 분압이 0.45(약 11m 수심)에서 1.6사이(약 11m에서 66m사이 수심)에서는 그 중독은 폐를 중심으로 일어나게 되는데,

이의 진행은 여러 시간이 걸리므로 인체에서는 별탈없이 지내게 된다.

하지만 이보다 산소의 분압이 높아지거나 낮아질 경우에 독성이 심하게 나타나게 되는데,

1.6 이상의 분압 상태에서의 독성은 뇌를 중심(이런 경우를 CNS라고 함)으로 수분 내에 발전한다.

일반 압축공기를 사용하는 스포츠 다이버의 경우 이러한 산소의 독성에 의한 문제는 그다지 우려할 만한 것이 아니다.

왜냐하면 문제가 될 정도의 분압 상태에서 손상을 입을 정도로 긴 시간 노출 될 염려가 없기 때문이다.

그리유는 산소중독이 오기 전에 이미 질소에 의한 마취의 염려 때문에 스포츠 다이빙의 활동 한계를 일반적으로 100피트 이내로 두고 있기 때문이다.

이 수심에서의 산소 분압은 약 0.84 정도로 CNS의 진행은 이루어지지 않는다.

또한 다이버가 짊어지고 들어가서 물속에서 사용할 수 있는 공기의 양은 제한적이어서 폐에서의 중독이 진행되기에도 시간이 충분하지 않다.

하지만 최근 들어 재압 과정에서의 잦은 산소의 이용, 그리고 Nitrox(산소 40%와 질소 60%로 된 기체)의 사용이 증가함에 따라 위험의 여지는 증가하고 있으며,

따라서 우리가 산소 중독에 대해 주의깊게 이해를 해야 할 필요성이 높아지고 있다.

산소의 공기 부피의 20.9%를 차지하고 있는 무색, 무미, 무취의 기체이다.

이러한 산소가 일으킬 수 있는 독성은 산소의 분압, 시간과 개인적 특성에 따르며,

같은 사람의 경우에도 매번 다른 반응을 보일 수 있다.

그러나 기본적으로 이는 세포 조직에 작용하는 산소의 분압에 관련된 문제이며,

긴 시간 동안 높은 분압의 산소에 노출된 세포는 반드시 죽는다.

우리가 물론 살아 있고 숨을 쉬는 동안에도 중독의 영향에 대해 주의를 해야 하는 두 부분이 있는데,

이는 뇌와 허파로,

이에 대한 중독은 다른 부분에 중독에 의한 영향이 미치기 전에 먼저 우리를 무기력한 상태로 몰고 갈 수 있다.

일반적으로 산소의 독성에 대한 세포의 수용 정도는 신진 대사의 속도에 연관된다.

산소의 독성은 산소 자체에 의한 것이라기보다는 "산소기(Oxygen radicals)"에 의한 것이다.

산소기는 여러 가지 예가 있는데,

이들은 산소 분자 사이의 충돌이나 신진 대사 과정에서 형성된다.

이것은 언제나 계속적으로 진행되는 과장에 있고 세포들은 이것을 다루는 자체적인 방식이 있지만,

산소의 분압이 지나치게 높아질 경우 산소기의 숫자가 너무 많아지게 되고,

이는 세포의 자체 방어 능력을 저하시켜 손상이 일어나게 된다.

세포에 손상을 입히는 과정에 산소기가 개입되는 화학적인 반응은 수없이 많지만,

크게는 세 가지 경로에 의해 세포에 상처를 입히게 된다.

첫째는 효소를 무력화시키는 것이다.

효소는 인체의 정상 체온에서는 일어날 수 없는 반응을 일으키기 위해 촉매의 역활을 수행하는 단백질이다.

이들 효소는 두 개의 분자를 묶어 두고서 반응이 서로에게 바른 방향으로 일어나게 지도한다.

하지만 효소의 형태가 바뀌게 되면 두 분자들이 제대로 된 방향으로 위치하지 못하게 되고 반응은 일어나지 않는다.

산소기는 효소의 형태를 변형시키는 데 개입하는 성질이 있고,

따라서 효소를 무력화시킬 수 있다.

또한 산소기는 세포막을 통과하면서 세포 안팎으로 이온을 운반하는 책임을 지는 단백질을 변형시킨다.

결과적으로 산소기는 세포의 내부를 과산화 상태로 끌고 가게 된다.

산소로 호흡을 하는 동물들의 모든 세포는 산소기를 무력화시키는 동시에 이들에 의해 생긴 손상을 복구할 수 있는 자체적인 시스템을 가지고 있다.

이는 효소를 이용하는 것으로 주로 산소기를 황과 결합시켜 세포를 공략할 기회를 줄이는 것이다.

산소가 뇌와 폐에 일으키는 독성에 대해 알아보기로 한다.

이미 밝혀 두었듯이 산소 분압이 0.45에서 1.6에 있을 때 독성의 효과는 주로 폐를 중심으로 일어나고 ,

1.6 이상에 이르면 그 효과는 뇌를 중심으로 진행되게 된다.

폐 중독(pulmonary O2 toxicity)의 초기 징후는 목(trachea, 기도) 부위의 가벼운 자극 혹은 염증의 형태로 나타나게 되며,

이 상태는 호흡을 깊게 함에 따라 점차 심해진다.

이어서 가벼운 기침이 나타나게 되며 염증과 진통, 그리고 기침은 점점 강해져서 호흡이 매우 고통스럽게 느껴지며,

기침은 더 이상 참을 수 없는 정도까지 진행이 된다.

만약 이 상태의 사람이 계속 산소에 노출된다면 가슴이 죄어지는 느낌을 받게 되고,

호흡이 힘들어지며 따라서 숨이 가빠지게 된다.

그 이상 긴 시간 동안 노출된다면 산소의 부족으로 죽음에 이르게 된다.

이러한 폐 손상의 진행은 산소가 폐를 통하여 혈액 속으로 진입하는 것을 불가능하게 만든다.

이런 징후가 시작되는 시간은 차이가 크지만,

일반적으로 미약한 징후가 나타나기까지 산소 분압 1.0에서 약 12∼16시간, 1.5에서 8∼14시간, 2.0에서 3∼6시간 정도를 견딜 수 있다.

폐에서 진행되는 산소 독성의 영향을 추적하는 여러 가지 방법이 있지만,

가장 예민하고 정확한 것은 징후의 발전을 통하여 알아내는 것이다.

두번째 방법은 폐활량(vital capacity or breathing capacity : 한 번의 큰 들이키는 숨으로 들이킬 수 있는 공기량)을 조사하는 것이다.

폐활량은 폐 중독이 진행되어 감에 따라 감소하게 된다.

약 2%의 폐활량 감소는 미약한 징후에 유추 해석되며,

10%의 감소는 자연적으로는 도저히 산소를 흡수할 수 없는 심각한 손상으로 해석된다.

미약한 징후들은 완벽히 역전이 가능하고 이에 따른 영구한 손상은 없다.

하지만 이보다 심한 손상의 경우 치유하는 데 12일 정도가 필요하게 된다.

폐에 발생하는 산소 중독의 병리학 이론은 이미 과학적으로 확립되어 있다고 할 수 있다.

폐 중독을 추적하는 세번째 방법은 산소에 대한 노출을 수치로 따라가 보는 것이다.
이 기법은 폐의 단위 독성 흡수량(UPTD : Unit Pulmonary Toxic Dose)을 계산하는 것이며,

1.0 대기압 하에서 100% 산소를 1분간 흡수하는 것과 같은 효과를 말한다. 예를 들어 일일 615UPTD는 폐활량 2% 감소를 일으키며, 1425단위는 10%의 감소를 유발시킨다.

UPTD를 계산하는 방법에는 여러 가지가 있지만,

개인에 따라 많은 차이가 있기 때문에 징후로 판단하는 것이 여전히 최고의 방법인 것이다.

UPTD를 이용하는 것이 매우 유용한 경우는 여러 날 동안 여러 차례의 다이빙을 하면서 모두 다 많은 양의 산소 감압을 해야 할 다이빙을 계획하는 경우이다.

하지만 이러한 경우에도, 다이버에게 폐 중독의 징후가 보일 때에는 즉시 계획을 바꿔야 한다.

폐 중독을 예방하는 최선의 방법은 산소에 대한 노출을 가능한 가장 낮은 분압 하에서 가장 적은 시간 동안으로 제한하는 것이다,

우리가 공기를 이용하여 다이빙을 하고 최대 수심을 130피트로 제한한다면,

산소의 독성이 문제를 일으킬 기회는 거의 없을 것으로 보인다.

폐 중독을 막을 수 있는 또 다른 방법은 "air breaks"(산소로 호흡하는 중간에 공기로 호흡하는 시간을 갖는 것)를 취하는 것이다.

세포에 대한 손상은 누적되는 것이어서,

만약 중간 중간 5분씩 공기 호흡을 하면서, 25분씩 산소에 노출된다 하여도 누적되는 손상에 의해 세포가 망가질 수 있다.

경험적인 자료로 볼 때,

산소 호흡에 비례하여 공기로 호흡하는 시간을 계속적으로 늘려 주면 다이버가 산소 중독에 대해 두 배 이상 긴 시간을 견뎌 낼 수 있다.

뇌에 대한 손상은 짧은 시간 동안 높은 산소 분압하에 노출됨으로써 유발된다.

일반 공기로 호흡할 경우,

218피트에 이르기 전에는 산소 분압이 1.6까지 높아지지 않는다.

그러므로 뇌에 대한 산소 중독은 일반 다이빙에는 해당되지 않는다.

하지만 그렇다고 해도 점점 더 많은 다이버들이 Nitrox를 이용하고 있고,

한편으로는 40%로 산소량을 높인 혼합 기체로 호흡할 경우 99피트에서 산소 분압이 1.6에 이르게 되며, 100% 산소를 이용할 경우 단지 20피트만 내려가도 1.6에 다 다르게 된다.

따라서 뇌에 대한 산소의 독성은 일부 스포츠 다이버에게 문제가 될 수 있으며,

연구 목적이나 상업적으로 다이빙을 하는 다이버의 경우 치명적인 문제가 된다.

산소에 의한 뇌 손상의 최초 징후이며 가장 위험한 징후는 매우 비정상적인 경련, 혹은 발작이다.

산소 손상을 말하는 여러 증세나 징후가 있기는 하지만,

그 어느 것도 발작이 곧 이어 일어날 것이라고 시종일관 경고해 줄 수 있는 것은 없다.

산소가 지나치게 많어져야 발작이 시작되고 일반적인 경련을 동반하는 과산소 상태는 문제될 것이 없기 때문에 산소 독성에 의한 발작이 어떤 영구적인 손상을 만들어낸다고 보이지는 않는다.

하지만 물 밑에서 다이버가 발작을 일으키게 될 경우 익사의 위험이 있으며,

기도가 막힌 상태에서 급상승 하다가 공기색전증(pulmonary barotrauma)에 처하게 될 수도 있다.

뇌 손상의 징후가 나타나기 전까지 각 개인이 견디어낼 수 있는 산소의 양은 사람에 따라 많은 차이가 있으며, 그 환경에 따라 큰 차이가 있다.

어떤 다이버가 높은 산소 분압 아래에서 여러 차례 다이빙을 무사히 끝낸 경우 그는 자신이 산소의 독성에 대해 아주 강하다는 그릇된 결론을 스스로 내리는 오류를 범할 수 있다.

그런 다음에 아무런 이유도 없이, 낮은 산소 분압 아래서 행하는 다이빙 도중 갑작스런 산소 중독으로 고통받게 될 수 있다.

일반적으로 사람들은 물 속에서보다는 건조한 챔버 안에서 산소를 견디어 낸다.

실제로, 많은 다이버들이 챔버 안에서 2시간 동안 66피트에 해당하는 3기압 하에서 산소를 아무런 문제없이 견디어 냈다.

하지만 수중에서의 연습 도중에는 산소 분압 1.6에도 미치지 않는 상태에서 몇몇 다이버들이 발작을 일으켰다.

한편, 챔버에서의 테스트 중에는 때때로 시야가 터널에서 처럼 보인다든지, 근육 경련이 발생했는데,

이는 수중에서 최초의 징후가 발작인 것과는 차이가 있다.

발작이 시작되면서 의식이 상실되고 근육이 이완된 상태가 약 30초에 걸쳐 진행된다.

그 후 전신의 모든 근육은 약 1분간에 걸쳐 심하게 수축된다.

다이버는 이제 매우 급하게 호흡을 하기 시작하고 그후 수분에 걸쳐 매우 혼란스런 상태에 놓이게 된다.

쉽게 상상할 수 있듯이, 다이빙 중에 이런 상태를 당하게 되면 대개는 죽음에 이르게 된다.

특히 앞에서 간략한 여러 징후를 말했었는데,

실제 수중에서는 모든 것이 일어날 가능성이 상존된다.

뇌에 대한 산소 중독의 위험을 가중시키는 몇가지 것들이 알려져 있다.

우선 두가지로, 깊이 다이빙하는 것과 물 속에서 과도하게 힘을 쓰는 것이 그 둘이다.

힘을 많이 쓰게 되면 신체 내의 이산화탄소 분압이 상승하게 되고,

이는 뇌로 향하는 혈액의 양을 증가시킨다.

이러한 이산화탄소의 분압을 증가시키는 다른 원인으로는 정상적인 호흡을 참으면서 숨을 쉬거나,

이산화탄소가 많이 포함된 기체를 호흡하는 것이다,

스트레스의 증가, 그리고 아드레날린 , 아트로핀, 아스피린, 암페타인이나 다른 자극제의 증가는 중독의 위험을 높이는 것으로 보인다.

CNS를 방지하는 약품은 없다.

동물 실험에서 경련을 방지할 수는 있었으나, 오랜기간 지속된 발작으로 인한 뇌 손상이 발견되었다.

가장 효과적인 방지 방법은 산소 분압의 증가 및 시간을 제한하는 것, 그리고 산소 호흡의 중간에 공기로 숨을 쉬는 시간을 가지라는 것이다.

일반적인 지침은 감압 기간중 산소 분압이 2.0을 넘지 않게 하라는 것과

100% 산소로 20피트(산소 분압 1.6) 를 넘지 말라는 것이다.

활동적인 잠수 도중 산소 분압이 1.6을 넘어서는 안 되므로,

1.5에서 1.3까지의 낮은 제한을 두어야 할 것이다.

만약 우리가 높은 산소 분압 아래에서 잠수를 하고 싶다면,

반드시 적합한 교육과 훈련을 받아야 할 것이다.

어찌 되었든 모두들 즐겁고 안전한 다이빙을 즐겨야 할 것이며,

우리가 넘어서는 안 되는 선을 의미하는 것이지 "모든 다이빙은 위험하니 하지 맙시다."라고 말하는 것이 아니라는 점을 알아두시기 바란다.

[출처] 다이빙과 산소중독|작성자 범고래