공기 중 산소가 소모되면 들이마실 산소가 부족해 질식이 일어나며 공기 중 산소가 적정농도로 존재하더라도 치환용 가스에 의해 산소 대신 다른 유해가스가 체내에 들어오게 되면 신체 내에서 산소가 부족해져 질식에 이르게 된다.
공기 중 산소소모에 의한 질식의 위험
공기 중 산소소모에 의한 질식이 발생하는 원인으로는 크게 물질의 산화와 미생물의 호흡작용을 들 수 있다.
물질의 산화는 저장용 탱크 등 소재의 산화, 저장 물질의 산화, 건성유의 산패 등이 포함되어 있다. 또한 미생물의 호흡과 증식, 식물, 목재, 곡물 등의 호흡작용으로 인해서도 산소소모가 이루어진다.
◇ 저장용 탱크 등 소재의 산화
철제 탱크 내에 물기가 있거나 장기간 밀폐되면 내벽이 산화되어 생긴 녹이 탱크 내의 산소를 감소시키므로 산소결핍 상태가 된다. 주요 발생장소는 강재의 보일러·탱크·반응탑·압력용기·선박 부력탱크 등의 내부다.
◇ 저장 물질의 산화
탱크, 호퍼, 사일로 등의 내부에 석탄·강재·고철 등을 저장할 경우 이 물질들이 공기 중의 산소를 소비하여 산화·발열되어 녹을 발생시키기도 한다.
◇ 건성유의 산패
도료용 건성유를 사용하여 도장한 환기가 불충분한 장소에서 건조, 경화될 때 다량의 산소와 결합함과 동시에 일산화탄소와 알데히드를 방출함으로써 저산소 상태를 만든다.
또한 건성유·대두유·유채유와 같은 불포화지방산을 함유한 식물성 식용유를 저장하고 있는 탱크 내부는 공기 중의 산소와 결합하여 산소를 소모한다.
◇ 미생물의 증식
분뇨·오수·펄프액과 기타 부패하거나 분해하기 쉬운 물질을 넣었던 탱크·집수조·정화조·암거·피트 등은 세균의 증식에 따라 산소가 소모되며, 이산화탄소·메탄·황화수소 등의 유해가스도 발생시켜 산소결핍증이나 유해가스 중독을 유발한다.
◇ 식물·곡물·목재 등의 호흡작용
식물·곡물·목재 등은 호흡작용에 의해 산소를 소비한다. 발생장소는 사일로, 야채 항온실, 저장창고, 선창 등의 내부다.
체내 치환용 가스에 의한 질식 위험
최근 산업현장에서는 각종의 가스가 다방면으로 사용되고 있어 공기 이외의 가스 노출에 의한 질식사고가 증가하고 있다. 질식을 유발하는 가스는 단순질식제와 화학적 질식제로 구분할 수 있다.
1) 단순 질식제
가스 그 자체는 독성이 없으나 환기가 불충분한 제한된 공간에 다량 존재할 경우 산소분압을 저하시켜 조직에 필요한 산소공급의 부족을 초래하는 물질을 말한다.
예를 들면 질소(N2), 헬륨(He), 메탄(CH4), 아르곤(Ar) 등 불활성가스가 단순 질식제에 속한다.
2) 화학적 질식제
혈액 중의 혈색소와 결합하여 산소운반능력을 방해하거나, 조직중의 산화효소 기능을 저하시켜 뇌로 보내는 산소를 감소시켜 질식작용을 일으키는 물질을 말한다.
이러한 질식가스를 사용하는 장소는 석유화학공장에서 반응탑, 배관 등으로 내부에 화재·폭발을 예방하기 위해 질소 등으로 치환한다.
또한 저장물질의 산화 또는 부식을 방지하기 위해 저장공간에 질소 등을 봉입하기도 하며, 배관, 용기 등을 용접한 후 기밀테스트를 위해 아르곤 등 불활성가스를 사용한다.
기타 제품의 저온을 유지하기 위해 저장용기에 액체질소를 사용하는 경우도 있다.
이들 유해가스는 산소농도가 정상농도 상태에서도 우리 몸에 노출될 경우 질식작용을 일으키기 때문에 이들 가스가 발생할 우려가 있는 장소에서는 산소농도 뿐만 아니라 발생가능한 유해가스 농도의 확인이 필요하다.
사고사례
양돈농장 정화조에서의 질식사고
돈사와 정화조에 연결된 분뇨 이송관로의 막힘을 수리하기 위해 외국인 작업자가 정화조 내부로 들어가 작업하던 도중 의식을 잃고 쓰러졌다.
이 상황을 보고 있던 농장주가 작업자를 구하기 위해 정화조 내부에 아무런 안전조치 없이 들어가다 의식을 잃고 쓰러졌으며, 두 사람을 구하기 위해 들어간 농장주 부인도 사망하였다.
안전장구 없이 정화조 내부에 들어가 숨을 들이마시는 순간 황화수소 가스에 질식되어 의식을 잃고 만 것이다.
이 사고는 정화조 내부에 오랜 기간 동안 침전되어 있는 분뇨 슬러지의 부패로 발생된 황화수소(H2S)에 의한 질식(중독)이 원인이었다.
그들은 수년 동안 양돈농장을 운영하면서 아무런 안전조치 없이 내부에 들어가 여러 차례 작업을 했지만 사고가 발생하지 않았고 ‘이번에도 나에게는 질식사고가 발생되지 않겠지’라는 안일한 생각으로 정화조내부에 들어가 작업을 했다가 사고를 당했다.
그러나 밀폐공간의 공기상태는 외부의 기온, 공간 내 환경에 따라 수시로 변하는데 이러한 부분을 간과해서는 안되며, 작업 전이나 작업 중에도 산소농도 측정을 해야한다.
불활성가스(아르곤) 누출에 의한
집단 질식사고
제철소 전로(轉爐)2)내부의 내화벽돌을 축조하던 직원 5명이 아르곤 가스 유입에 의해 사망했다.
(2) 전로(Converter, 轉爐) : 고로(高爐)로부터 만들어진 선철(銑鐵)을 강(鋼)으로 만드는 노(爐)로서, 선철을 전로에 장입한 후 전로 하부의 배관을 통해 고압의 아르곤 또는 질소 등의 불활성가스를 주입시켜 불순물을 제거하여 강을 만듦.)
아르곤 가스와 같은 불활성가스는 그 자체로는 인체의 유해성이 거의 없으나, 환기가 불충분한 밀폐된 장소에 유입될 경우 그 공간은 산소가 치환되어 산소농도가 급격히 떨어지고, 결핍되어 질식을 유발한다.
대부분의 사람들은 밀폐공간의 의미를 모든 공간이 밀폐되어 있는 작업공간만이 해당되는 것으로 착각하여 상부가 개방되어 있는 작업장소에서 질식의 위험성을 인지하지 못한 채 작업하고 있으나, 산업안전보건법에서 정의하고 있는 질식사고를 유발할 수 있는 밀폐공간은 산소결핍, 유해가스로 인한 화재·폭발·중독 등의 위험성이 있는 제한된 장소(confined space)까지도 말하므로, 이러한 장소에서는 질식사고 예방조치가 반드시 필요하다.
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