제6장: 수중에서의 호흡

압력의 변화가 인체의 공기 공간에 영향을 준다는 것을 배웠다. 그 밖에도 수중에서 압력이 높아지면 호흡에도 생리적인 변화가 온다.

공기의 성분

우리가 호흡하는 공기는 산소는 21%와 질소 79%로 구성된다. 스쿠바 다이빙 실린더에 들어있는 공기 역시 우리가 대기중에서 호흡하는 공기와 같은 성분이다.

우리가 호흡하면 폐에서 기체 교환이 일어나 혈액 내에 산소가 녹아들어간다. 이런 현상은 폐 조직의 말단부인 폐포(alveoli)에서 일어난다. 산소가 풍부해진 혈액은 인체 각 조직으로 흘러가서 신진대사 활동에 사용된다. 산소는 생명을 유지하는데 필수적인 기체이다.

질소는 혈액에 용해되지만 인체 조직에서는 전혀 사용되지 않는다. 다이버가 압축된 공기를 호흡하면 높은 압력의 질소가 조직에 용해된다. 인체 조직은 다이빙 하는 동안 용해된 질소를 내포하고 있다. 더 깊은 곳에서 더 오래 다이빙 할수록 더 많은 양의 질소가 조직 내에 용해된다.

다이빙을 끝내고 상승할 때 조직내의 질소가 다시 혈액속으로 전달되고 폐를 통하여 배출된다. 수면에 도착한 뒤에도 우리 몸에서는 평형상태에 도달할 때 까지 계속 질소가 배출된다. 이런 현상을 질소의 배출이라고 한다.

그림에서는 재다이빙을 할 경우 체내의 질소를 도식화하여 보여준다. 다이버는 정상 수준의 질소에서 다이빙을 시작하고 첫 번째 다이빙을 마치면 체내에 질소가 흡수되어 증가한 것을 볼 수 있다.

수면에서 일정 시간 동안 휴식을 취하면 체내에서 질소의 일부가 배출되고일부는 남아있게 된다. 두 번째 다이빙을 끝마치면 체내에는 더욱 많은 양의 질소가 흡수된다. 질소의 흡수량이 많아지면 감압병의 발병 확율도 높아진다.

감압병 (Decompression Sickness = DCS)

벤즈라고 불리는 감압병은 1840년 압력이 높은 환경의 광산에서 발병된 것이 보고되었다. 1900년대 초에 생리학자들은 군대의 헬멧 다이버들을 대상으로 감압병의 영향에 대하여 연구하기 시작하였다. 이들은 체내에서 어느 정도의 용존 질소량은 혈액 내에서 거품형태로 변하지 않고 남아있을 수 있다는 것을 발견하였다. 스쿠바 다이버가 체내에 질소가 용해된 상태에서 너무 빠르게 상승하면 액체상태의 질소가 혈액 내에서 거품형태로 발생하게 된다.

감압병을 예방하기 위해 영국 왕립해군에서는 최초의 다이브테이블을 개발하였고 그 이후에 미 해군 다이브테이블이 개발되었다. 다이브테이블은 기본적으로는 다이빙 후에 체내에 얼마나 많은 양의 질소가 과포화되어 있는가를 예상한다. 이 테이블을 이용하여 계획한 수심과 시간에 따라 안전한 다이빙 계획을 수립할 수 있다.

다이브컴퓨터는 다이버의 실제 다이빙을 근거로 질소의 흡수를 자동 계산한다. 또한 수면휴식에 따라 질소의 배출도 자동으로 계산한다. 다이빙 하는 동안에 다이브컴퓨터를 자주 확인하여 수심과 시간을 초과하지 않도록 해야 한다.

그러나 다이브테이블과 다이브컴퓨터는 이론적인 인체 조직을 근거로 계산한다. 그러나 감압병을 유발하는 요인은 비만도, 연령, 질병, 상해경력, 감압병 경력, 피로, 탈수증, 흡연, 다이빙 전 흡연과 음주, 재다이빙, 지침, 찬물, 고지대 등 매우 다양하다.

감압병 예방(Preventing Decompression Sickness)

감압병의 확률을 줄일 수 있는 방법은 여러 가지이다.

• 다이브컴퓨터가 지시하는 제한 범위 내에서 다이빙 한다: 만약 짝의 다이브컴퓨터가 내 컴퓨터와 다른 정보를 보여준다면 그 중 더 보수적인 것을 기준으로 다이빙 한다.
• 다이브컴퓨터를 이용하여 상승하라: 천천히 상승하면 감압병의 위험을 현저히 줄일 수 있다. 다이브컴퓨터의 상승속도 제한을 지키는 것이 천천히 상승하는 가장 좋은 방법이다.

안전정지 실시: 다이빙을 끝마칠 때 수심 3-6 m 사이에서 안전정지를 실시해야 한다. 안전정지를 실시하는 동안 줄을 잡고 기다릴 수도 있고 마지막 3-5분 동안 수심 3-6 m 사이에서 유영하여 다이빙을 즐긴 뒤 상승해도 된다..

• 오르락 내리락 하지 않는다: 다이빙 하는 동안 가능한 오르락 내리락 하지 않는다. 한번에 가장 깊은 곳으로 내려가서 천천히 상승하며 다이빙하는 것이 이상적이다.

• 무리하지 않는다: 격렬한 행동은 감압병을 야기시킬 수 있다. 수면에서 장거리 수영하거나 강한 조류를 거스르거나 입출수가 힘든 경우에 지칠 수 있고 감압병의 발병확률이 높아진다. 그러므로 다이빙에서을 쉽고 편하게 하는 것이 감압병 예방에 좋다.
• 탈수증 예방: 탈수증은 감압병의 확률을 높인다. 매 다이빙 전후에 충분한 양의 물을 마신다.
• 몸을 따뜻하게 하라: 찬 물에서 다이빙하면 감압병의 확률이 높아진다. 적절한 잠수복을 착용하고 몸이 떨릴 경우에 출수하라. 다이빙 중간에 몸을 따뜻하게 유지한다.

• 다이빙 직후 항공기 탑승을 금한다: 다이빙 직후 항공기에 탑승하거나 고지대로 이동하기 위해서는 체내의 질소가 충분히 배출될 때까지 기다려야 한다. 항공기 내의 압력은 조절되지만 항공기가 높은 고도에 도달하면 기내 압력이 1기압보다 현저히 떨어진다. 일반적으로 다이브컴퓨터에서는 항공기 탑승에 안전한 시간을 알려준다. 그렇지 않은 경우에는 1회 다이빙 후 12시간, 재다이빙 후 24시간 기다린 뒤 탑승해야 한다.

여러 가지 방법으로 감압병의 위험성을 현저히 줄일 수 는 있지만 다이빙의 속성상 위험성을 완전히 배제할 수 는 없다. 대략 다이버 중 1% 정도가 평생에 한번 감압병으로 고통 받는다고 알려진다.

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