글로벌스쿠버교육원

1. 스킨다이빙(止息潛水)
스킨다이빙란 수중호흡장치를 사용하지 않고 숨을 멈춘 상태로 행하는 다이빙활동을 말하는데 스킨다이빙(skin diving)이라고도 한다.
스킨다이빙은 한번에 얼마나 오래 할 수 있을까? 해녀와 같은 직업적인 잠수부들도 보통은 1분을 넘기지 않는다. 그 이유는 무엇일까? 스킨다이빙의 한계는 얼마나 오래 숨을 참을 수 있느냐에 의해 결정될 것이다. 숨을 참고 있을 때 체내의 산소농도는 계속 낮아지고 이산화탄소농도는 계속 높아진다. 그 값이 어느 한계에 이르면 더 참지 못하고 숨을 쉬게 되는데 보통은 산소농도의 감소보다는 이산화탄소농도의 증가에 의해 결정된다. 혈액내의 이산화탄소농도가 증가하면 그 일부가 탄산(H2CO3)이 되어 pH가 낮아지므로 뇌에 있는 호흡중추가 자극되어 호흡충동을 느끼게된다. 그러므로 스킨다이빙전에 심호흡을 여러 번 반복하여 혈액의 이산화탄소농도를 미리 낮추어 놓으면 숨을 참고 다이빙할 수 있는 시간이 길어진다. 그러나 심호흡에 의해 혈액의 산소함량은 증가되지 않으므로 다이빙시간의 연장은 혈액의 산소함량을 위험수위까지 내려가게 한다 (그림3). 따라서 스킨다이빙을 미치고 물위로 올라올 때 폐가 확장되면서 폐포내의 산소압력이 아주 낮아지면 혈액에서 폐포로 산소가 역류하는 경우가 생기며, 이 때 심한 산소결핍증에 빠진다. 산소결핍증은 특히 신경세포에 영향이 크므로 뇌기능에 이상이 생겨 의식을 잃기 쉽다(이를 blackout이라 함). 그러므로 스킨다이빙을 할 때 다이빙시간을 늘리기 위하여 과도하게 심호흡을 하는 것은 대단히 위험한 일이다.

2. 1960년대 미국에서만 매년 약 7,000명의 익사자가 스킨다이빙 도중 발생하였는데 그 대부분이 과도한 심호흡 때문이었다고 한다. 우리 나라 해녀에서는 이런 익사사고가 발생하지 않는데 이는 그들이 과도한 심호흡을 하지 않기 때문이다. 해녀들은 스쿠버다이빙 전 5-10초 동안 가벼운 심호흡을 하며 이 때 독특한 휘파람소리를 낸다. 이 심호흡으로 호흡량이 평소보다 30%정도 밖에 증가하지 않기 때문에 혈액내 이산화탄소농도가 크게 낮아지지 않는다. 해녀들의 일회스쿠버다이빙시간은 보통 40-50초인데, 60초 이상이 되면 혈액내의 산소분압이 위험수준에 접근한다. 그러므로 특수한 보조장치 없이 스킨다이빙을 할 때는 60초 이내로 제한하는 것이 안전하다.

3. 스쿠버다이빙시 수압변화가 인체에 미치는 영향
스쿠버다이빙시 수압변화는 체내 기체의 용적을 변화시켜 폐, 귀, 부비동, 눈 등에 직접적으로 영향을 미칠 수 있으며, 체내 기체의 분압을 변화시켜 간접적으로 인체기능에 이상을 초래할 수 있다.

4. 폐의 파열 (burst lung)
스쿠버다이버가 물 속에서 압축공기를 호흡하다가 상승하면 폐내의 기체가 팽창된다. 만일 수심 10m에서 스쿠버다이버의 폐용적이 6리터이면 이는 폐내에 2기압 짜리 기체 6리터가 들어 있는 것이다. 이 사람이 표면으로 상승하여 주위압이 1기압으로 떨어지면 폐내의 기체는 12리터로 팽창될 것이므로 (보일의 법칙) 상승하면서 6리터의 기체를 내쉬지 않으면 폐가 커질 수밖에 없다. 그러므로 스쿠버스쿠버다이빙에서 상승시 숨을 멈추면 폐포가 과도하게 팽창되어 파열을 일으킨다. 이러한 상황은 당황한 나머지 숨을 멈출 때, 호흡장치의 고장으로 숨을 쉴 수 없을 때, 또는 물을 먹을 때 흔히 발생한다. 폐포가 파열되어 새나온 공기가 혈관이나 흉곽 내로 들어가면 다음과 같은 의학적 문제가 발생한다.
폐포가 파열되어 새어 나온 공기가 혈관이나 흉곽 내로 들어가면 다음과 같은 의학적 문제가 발생한다.

5. 공기색전증(空氣塞栓症, air embolism)
폐포의 파열로 새나온 공기가 혈관 내로 들어가면 공기방울을 형성한다. 폐정맥에서 형성된 공기방울들은 심장으로 갔다가 동맥을 따라 전신으로 운반되며 운반도중 가느다란 혈관을 만나면 그 것을 막아버린다. 그 결과 산소와 영양공급이 차단된 조직이 생기며 이런 조직에서는 세포가 죽게되는데 이를 공기색전증이라 한다. 공기색전증이 심장이나 뇌에서 생기면 치명적인 결과가 초래된다. 심하면 목숨을 잃게되며, 죽지 않더라고 의식상실, 혼돈, 시각장애, 현기증, 감각이상, 경련, 발작 등이 나타나며 장기간 병자신세가 된다. 만일 뇌의 운동중추가 손상되면 정상적으로 걸을 수 없게되며, 지각중추가 손상되면 기억력을 상실하거나 정신기능이 마비된다. 심장의 공기색전증은 심근경색, 부정맥 등을 유발한다. 공기색전증은 간, 신장, 비장, 다리, 척추 등에서도 나타날 수 있으며 사고 시 신체의 어느 부위에서 먼저 나타날지는 예측하기 힘들다.

6. 기흉(氣胸, pneumothorax)
폐와 흉벽 사이에 놓여있는 늑막강은 밀폐된 공간으로서 평상시 그 속에는 공기가 들어있지 않으며 압력이 항상 대기압보다 낮게 유지되고 있다. 따라서 총상을 입거나 칼에 찔려 가슴에 구멍이 나면 외부에서 늑막강 내로 공기가 빨려 들어가므로 폐가 오므라든다. 이러한 현상을 기흉이라 하는데, 기흉은 폐포가 파열되어 새어나온 공기가 늑막강내에 들어가도 발생한다. 스쿠버다이빙 중 기흉이 발생하면 상승할 때 늑막강내의 공기가 팽창하면서 점차 폐를 오므라뜨릴 뿐 아니라 때로는 심장을 압박하여 순환장애를 일으키므로 치명적인 결과가 초래되기도 한다.
기흉이 생기면 가슴에 심한 통증을 느끼며, 숨이 가쁘고, 맥박이 빨라지며, 숨쉬기가 힘들고 기침을 하게된다.

7. 기종(氣腫, emphysema)
가슴의 중앙에 심장과 대동맥 및 대정맥이 들어있는 공간을 종격동(縱隔洞)이라 하는데 폐포가 파열될 때 새나온 공기가 이 종격동내로 들어가면 기종이 발생한다 (종격동기종). 상승시 기종내의 공기가 팽창하면서 심장과 혈관을 압박하면 순환장애가 일어난다. 이 때 가슴 한가운데에 심한 통증을 느끼고, 숨이 가빠지며, 심하면 실신한다
종격동내에 들어온 공기는 피부 밑을 따라 목 주위로 올라가기도 하는데 상승시 이 공기가 팽창하면 기도를 압박한다 (피하기종 또는 경부기종). 그 결과 목이 답답고, 숨이 가빠지며, 무엇을 삼키기가 힘들어지고, 말할 때 목쉰 소리가 난다.
이러한 여러 가지 문제를 일으키는 폐손상을 방지하기 위해서는 수면으로 부상할 때 계속 호흡을 해야하며, 아무리 응급사태가 발생하더라도 숨을 멈춘 상태로 급부상하지는 말아야 한다.

8. 귀의 압착 (ear squeeze)
체내에는 폐 이외에도 공기로 차있는 공간들이 있는데 중이(middle ear) 와 부비동(副鼻洞, paranasal sinus)이 이에 속한다. 이 공간들은 모두 딱딱한 머리뼈 속에 들어있기 때문에 수압이 증가하더라도 그 부피가 축소될 수 없다. 따라서 수압에 따라 그 속에 들어있는 공기량을 조절하지 않으면 문제가 발생한다. 귀는 외이, 중이, 그리고 내이로 구성되어 있다.

9. 외이는 귓바퀴로부터 외이도를 거처 고막에 이르는 공간으로서 평상시에는 그 속에 공기가 차 있지만 스쿠버다이빙 중에는 물이 들어간다. 중이는 고막으로부터 난원창 까지 고막의 진동을 전달하는 세 개의 이소골이 들어있는 공간으로서 항상 공기가 차있고 외부와는 유스타키오관에 의해 인두로만 통하게 되어있다. 내이는 액체가 차있는 밀폐된 공간으로서 청각을 담당하는 달팽이관과 평형감각을 담당하는 반고리관과 전정기관으로 구성되어 있다.
모든 종류의 스쿠버다이빙에서 흔히 발생하는 문제로 중이압착(middle ear squeeze)이 있는데 이는 중이내의 기체압력과 외부압력이 평형을 이루지 못할 때 발생한다. 스쿠버다이빙 전에는 외이와 중이와 내이가 모두 1기압상태에 놓여있다. 스쿠버다이빙 시 수압이 증가할 때 외이와 내이의 압력은 수압과 함께 증가하지만 중이내의 공기 압력은 그대로 있다. 그 결과 고막의 바깥쪽은 압력이 높고 안쪽은 압력이 낮은 상태가 되어 고막이 안쪽으로 밀리므로 통증을 느낀다. 고막이 밀리는 것을 방지하기 위해서는 유스타키오관을 통해 중이 내로 공기를 불어넣어 중이내압을 외부압과 같도록 올려야 한다. 유스타키오관의 인두 쪽 입구는 평소에 막혀있는데 이는 성대의 진동이 중이로 전달되는 것을 방지하기 위함이다. 그러나 입과 코를 막고 세게 숨을 내 불면 입구가 열린다 (이런 행위를 "puffing"이라 함). 중이 외부와 내부의 압력 차가 크지 않을 때는 침을 삼키거나 하품을 하거나 턱을 움직이는 동작만으로도 유스타키오관이 열리지만 압력차가 커지면 점점 열기 어려워진다. 압력차가 90mmHg(0.12 기압)이상이 되면 아무리 노력해도 열리지 않는다. 따라서 1.2m만 그냥 내려가도 압력평형이 불가능하다. 그러므로 스쿠버다이빙하자마자 곧 압력평형을 시작하고 내려가면서 여러 번 반복해야 한다. 압력 차가 60mmHg(약 0.08기압)가 넘으면 고막이 아프기 시작하는데 이 때는 이미 압력평형이 어렵다. 이런 경우 약 1m정도 상승하여 중이내외의 압력 차를 줄이면 쉽게 압력평형을 이룰 수 있다.

10. 압력평형 없이 계속 하강하여 중이 외부와 내부의 압력차가 100-500mmHg (0.13-0.66기압)가 되면 고막이 터진다. 고막이 터지면 찬물이 중이 내부로 들어와 일시적으로 평형감각을 마비시키므로 심한 현기증과 더불어 구토가 나며 방향감각을 잃는다. 그러나 중이내부의 공간이 아주 좁아 들어오는 물의 양이 그리 많지 않기 때문에 3, 4초만 지나면 물온도가 체온과 같아져서 평형감각이 되살아난다. 그러므로 고막이 터지는 사고가 발생하면 고정된 물체를 잡고 안정될 때까지 잠시 기다렸다가 올라와야 한다. 압력평형을 이루지 않으면 고막이 터지지는 않더라도 고막과 점막에 있는 혈관이 터져 중이에 출혈이 생기기도 한다.
압력평형이 안될 때 코를 막고 계속 세게 불어대면 내이의 액체압력이 갑자기 너무 높아져서 내이와 중이 사이에 있는 정원창(round window)이 터지는 경우가 있는데 이를 내이압착(inner ear squeeze)이라 한다. 내이압착이 생기면 달팽이관내의 액체가 흘러나와 청력을 상실할 수도 있다.
감기에 걸리거나 알레르기성 질병으로 유스타키오관세포에 염증이 심할 때는 관의 입구가 붓기 때문에 압력평형이 불가능해진다.
스쿠버다이버가 물 속에 있다가 올라올 때는 수압의 감소로 외이도내의 압력이 중이내의 기체압력보다 낮아질 것이다. 따라서 내려올 때와는 정반대로 고막이 밖으로 밀릴 수 있다. 그러나 이 때는 큰 문제가 없는데 그 이유는 중이내압이 주위압보다 높을 때는 언제나 유스타키오관이 저절로 열려 쉽게 압력평형이 이루어지기 때문이다. 스쿠버다이빙 시 귀마개를 착용하면 외이도내에 공간이 생기는데 이 공간내의 압력은 외이나 중이압에 비해 내려갈 때는 낮고 올라올 때는 높다. 그 결과 외이도의 세포조직이 손상되어 피가 스며 나오고 고막이 부풀어져 터지는 수가 있는데 이를 외이압착(external ear squeeze) 이라 한다. 따라서 스쿠버다이빙시에는 귀마개를 절대 착용하지 말아야한다.
수압과 관련되지는 않지만 수영이나 스쿠버다이빙 후 외이도에 감염이 생겨 가렵고 아플 때가 있다. 특히 물을 닦아내기 위하여 솜방망이로 과도하게 귀를 쑤신 다음에 흔히 잘 나타난다. 외이도는 길이가 약 2.5cm인데 바깥 쪽 절반에는 피지선이라고 하는 지방샘이 발달되어 있다. 이 곳에서 분비되는 지방물질이 죽어서 떨어져 나오는 피부세포와 섞여 귀지를 만든다. 귀지는 외이도 표면을 덮고 있으면서 박테리아나 곰팡이 같은 균의 침입을 막는 방어벽 역할을 하는데 면봉으로 이 귀지를 모조리 닦아 내버리면 쉽게 감염이 생길 수밖에 없다.

11. 부비동(副鼻洞)압착(sinus squeeze)
머리뼈 속에는 부비동이라고 불리는 몇 개의 공동(전두동, 사골동, 접형동, 상악동)이 있는데 이들은 공기로 차 있으며 코와는 가는 관으로 통해있다 (그림).

12. 부비동 내부는 코와 마찬가지로 점막세포로 덮여있어 코에 염증이 생기면 부비동내로 파급되기도 한다. 스쿠버다이빙시 부비동의 크기는 변하지 않으므로 그 내부의 기압은 외부에서 공기가 주입되지 않는 한 항상 일정할 것이다. 부비동과 코를 연결하는 관은 평상시 항상 열려있다. 따라서 스쿠버다이빙시 수압에 의해 폐가 눌리면 폐내의 공기가 기도를 따라 코로 올라온 다음 부비동으로 전달되므로 부비동내압은 항상 수압과 평형을 이룬다. 그러나 감기, 알레르기, 염증 등으로 관이 막히면 압력평형이 불가능해지므로 하강 시 부비동 내부에 음압이 형성된다. 그 결과 부비동 점막의 혈관이 터져 출혈이 일어나는데 이러한 현상을 부비동압착이라 한다. 이것이 발생하면 그 부위에 심한 통증을 느끼며, 특히 상악동에서 발생하면 치통을 호소하기도 한다.

13. 물안경압착 (mask squeeze)
물 속에서는 공기-각막 경계면의 소실로 시력이 감소되므로 맨눈으로 물체를 보면 아주 흐리게 보이는데 그림은 그 원리를 보여준다. 공기 중에서는 눈으로 들어오는 빛이 먼저 안구 전면에 있는 각막을 통과하면서 한번 굴절되고 수정체를 통과하면서 다시 굴절되어 망막에 도달한다. 빛이 각막을 통과하면서 굴절하는 것은 공기와 각막간에 빛의 굴절률이 다르기 때문이다. 그러나 물과 각막은 굴절률이 유사하기 때문에 물 속에서 각막으로 빛이 들어올 때는 크게 굴절되지 않는다. 따라서 빛은 수정체에 의해서만 굴절되므로 망막 뒤 약 3cm 지점에 상이 맺어지는 심한 원시현상이 생긴다. 그러나 물안경을 쓰면 공기-각막 경계면의 굴절효과가 되살아나 망막에 초점이 형성되므로 물체가 선명하게 보인다.

14. 물안경의 사용은 수중시각을 향상시키지만 생리학적으로 새로운 문제를 야기한다. 즉 스쿠버다이빙 시 물안경내의 공기압력이 수압과 같게 조절되지 않으면 문제가 발생한다. 눈만 가리는 수영용 물안경을 쓸 경우 3m이상 스쿠버다이빙하면 눈에서 출혈이 생긴다 (물안경압착). 그 이유는 수압에 의해 신체가 압박될 때 전신의 혈압이 증가하지만 물안경내의 공기압은 그대로 있기 때문에 안구 전면에 있는 혈관이 터지기 때문이다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 개발된 물안경이 코까지 덮는 안면경(face mask)인데, 이것을 사용하면 물안경내의 공기압이 기도를 통해 폐내의 공기와 평형을 이루게 되므로 스쿠버다이빙시 수압에 의해 폐가 압축될 때 물안경내압이 동시에 상승하여 수압과 같아져서 안구출혈이 방지된다 .

15. 질소마취(nitrogen narcosis)
우리가 지상에서 대기를 호흡할 때는 질소분압(PN2)이 0.79기압인 기체가 폐 속으로 들어온다. 질소는 우리 몸에서 쓰이지 않으므로 평상시 혈액 및 체내 각 조직의 질소분압은 대기와 마찬가지로 0.79기압이다. 따라서 폐포와 혈액간에는 질소분압의 차가 없다. 그러므로 숨을 들이 쉴 때 폐 속으로 들어온 질소는 폐혈관 내로 들어가지 못하고 숨을 내쉴 때 그대로 몸밖으로 나간다. 그러나 스쿠버스쿠버다이빙에서와 같이 수중에서 압축공기를 호흡할 때는 폐내의 질소분압이 혈액내의 질소분압보다 높아지므로 폐에서 혈액으로 질소가 녹아 들어가 체내에 축적된다. 수심이 깊어질수록 폐내의 질소분압이 높아지므로 체내에 축적되는 질소량도 많아진다. 체내에 들어온 질소는 농도가 낮을 때는 아무런 부작용도 나타내지 않지만 농도가 높을 때는 신경세포막에 작용하여 신경의 정보전달기능을 마비시키므로 마취작용을 일으킨다.
질소마취현상은 압축공기 스쿠버다이빙시 약 30m 수심에서 그 증세가 나타나기 시작하는데 사람마다 저항력이 크게 다르다. 처음에는 술 취한 것처럼 느껴지지만 수심이 깊어질수록 사고력, 판단력, 추리력, 기억력이 점차 흐려진다. 심하면 황홀감에 사로잡혀 무서운 것이 없어지며 사리판단이 극도로 흐려져 업무수행이 불가능해지며 응급사태에도 대처하지 못하므로 아주 위험하다.
-10-30, 처음 하는 작업은 다소 서툴어짐, 약간 황홀해짐
-30, 판단력이 흐려지며 조금 전에 일어났던 일을 기억하지 못함
-30-50, 웃음이 나며, 두려움이 없어지며, 셈을 잘 할 수 없음
-50, 졸음이 오고, 헛것을 보며, 사리판단이 흐려짐
-50-70, 들뜬 감정, 과격한 행동을 하고싶은 충동, 히스테릭한 웃음
-70, 정신이 몽롱해짐, 손으로 하는 일이 어려워짐
-70-90, 자극에 대한 반응이 느려짐, 집중력소실, 정신착란
-90이상, 심한 마취 및 환각상태, 감각 및 정신기능의 전면적 소실.

16. 질소마취현상을 말할 때 "마티니" 법칙이라는 것이 있는데, 이는 압축공기스쿠버다이빙에서 수심이 15m 증가할 때마다 빈속에 마티니 한잔씩을 들이킨 것과 비슷한 느낌이 온다는 뜻이다.
질소마취는 일단 시작되면 아주 빨리 진행된다. 또 그 원인이 없어지면 곧 회복될 수 있으므로 30m이내의 수심으로 올라오면 곧 사라진다.
체내에 이산화탄소 농도가 높으면 같은 수심에서도 질소마취가 더 쉽게 온다. 따라서 수중에서 힘든 일을 할 때는 질소마취의 위험성이 높아진다. 또 음주, 불안감, 추위 등에 의해서도 질소마취증세가 심화된다. 질소마취의 위험성 때문에 압축공기스쿠버다이빙은 그 깊이가 제한되어 있다. 스포츠스쿠버다이빙에서는 안전수심을 보통 30m로 제한하며, 훈련이 잘된 경우 39m까지도 허용하지만 극히 조심해야한다.
심해스쿠버다이빙에서는 질소마취를 방지하기 위하여 질소대신 헬륨을 산소와 혼합한 헬륨-산소혼합기체(heliox) 또는 헬륨과 산소 그리고 소량의 질소를 혼합한 삼중혼합기체(trimix)를 사용한다.

17. 산소독성(oxygen toxicity)
우리는 호흡작용을 통해 체내에 들어온 산소를 이용하여 음식물을 산화시키고 그 때 나오는 에너지를 이용하여 살아간다. 그러므로 산소가 없으면 잠시도 살 수 없지만 체내에 들어오는 산소의 분압이 너무 높을 때는 문제가 발생한다.
평상시 세포내 미토콘드리아에서 음식물이 산화될 때 소량의 활성산소가 만들어진다. 이 활성산소는 일반 산소보다 전자가 하나 적어 불안정한 상태여서 타 물질분자로부터 전자를 빼앗아 안정된 상태로 되려는 성질이 강하다. 따라서 세포내 여러 물질과 쉽게 반응하여 그것을 변형시키는데 우리 몸에는 활성산소를 제거하는 효소들이 있기 때문에 평상시에는 큰 문제가 발생하지 않는다. 그러나 산소분압이 높은 기체를 호흡하여 활성산소의 생성량이 너무 많아지면 효소들이 다 처리하지 못하므로 세포가 손상을 입는다. 이러한 세포손상은 호흡기와 신경계통에서 잘 일어난다. 만일 산소분압이 0.6기압(압축공기 스쿠버다이빙 시 수심 약 20m)인 기체를 6시간 이상 호흡하면 폐와 기관지세포가 손상되어 호흡곤란을 일으킨다 (호흡계 산소독성). 또 산소분압이 1.5기압(압축공기 스쿠버다이빙 시 수심 약 60m) 이상인 기체를 45분 이상 호흡하면 신경세포막의 기능이 변하여 중추신경계에 이상이 나타난다 (중추신경계 산소독성).
압축공기(산소부분압 21%)를 사용하는 스포츠스쿠버다이빙에서는 스쿠버다이빙시간이 보통 1시간 이내이고 스쿠버다이빙심도가 40m 이내이므로 산소독성이 나타날 확률이 낮다. 그러나 100% 산소를 사용하거나 산소부분압이 높은 혼합기체(예를 들면 nitrox)를 사용할 때는 중추신경계에 산소독성이 나타날 위험성이 있다.
중추신경계산소독성은 호흡계산소독성이 나타나기 전에도 생길 수 있는데, 그 증상은 구토, 현기증, 근육경련(특히 안면 과 입술주위), 사지마비, 시야의 축소, 피로감, 정신착란 등이다. 이러한 증상이 나타나기 시작할 때 즉시 낮은 데로 상승하지 않으면 발작이 일어날 수 있으며 발작이 일어나면 의식을 잃게되므로 익사할 위험이 있다. 만일 발작이 일어나도 물 밖으로 나올 수만 있다면 특별한 조치 없이도 곧 회복된다. 산소독성의 감수성은 개인차가 크며 같은 사람에서도 상태에 따라 다르다. 힘든 일을 할 때는 그렇지 않을 때 보다 산소독성이 나타나기 쉬운데, 이는 산소소모량의 증가로 활성산소의 생성량이 많아지고, 혈중 이산화탄소 농도가 높아져서 뇌혈관이 확장되므로 뇌신경으로 가는 활성산소가 많아지기 때문이다.

18. 감압병(decompression sickness)
스쿠버다이빙시 폐에서 혈액으로 이동된 질소는 먼저 혈액에 녹아 들어간 후 전신의 조직으로 운반된다. 액체에 녹아 들어가는 기체의 양은 그 기체의 분압에 비례하므로 (헨리의 법칙) 스쿠버다이빙심도가 10m, 20m, 30m로 증가하여 폐내의 질소분압이 2배, 3배, 4배로 증가하면 혈액으로 녹아 들어가는 양도 2배, 3배, 4배로 증가될 것이다. 혈액에 용해된 질소량이 증가하면 조직으로 운반되어 축적되는 양도 증가할 것이나 그 증가속도는 조직에 따라 다르다. 즉 혈액순환량이 많은 조직에는 빨리 축적되고 그렇지 못한 조직에는 서서히 축적된다. 한편 스쿠버다이버가 물밑에 있다가 물위로 올라오면 폐내의 질소분압이 낮아지므로 조직에서 혈액으로, 그리고 혈액에서 폐로 질소가 빠져 나오는데 혈액순환량이 적은 조직에서는 그 속도가 매우 느리다. 따라서 이런 조직은 스쿠버다이버가 급히 부상하면 일시적으로 질소분압이 폐내의 질소분압보다 높은 상태가 되는데 이러한 상태를 과포화상태라 한다

과포화상태가 되더라도 질소분압이 그리 높지 않으면 질소는 녹아있는 상태로 있지만 조직의 질소분압이 폐내의 질소분압 보다 2배 이상 높을 때는 마치 맥주병마개를 따놓을 때처럼 질소기포가 형성된다 (맥주의 경우에는 이산화탄소기포). 이러한 기포는 상승하면서 점차 커져서 조직에 손상을 입히거나 혈액을 따라 움직이다가 가느다란 혈관을 막아버리는데 이것이 감압병이 생기는 원리이다.
감압병은 벤즈(bends) 또는 케이슨병(caisson disease)이라고도 하는데 기포가 나타나는 위치에 따라 그 증세가 다양하다.

피부: 흔히 등의 피부에 잘 나타나는데 피부에 발진이 생겨 얼룩얼룩해지며 가렵고 따끔따끔하고 무감각해진다. 그대로 두면 수 시간 또는 수일 내에 사라진다.
사지: 특히 어깨와 팔꿈치의 관절부위에 잘 나타나며 보통은 지속적으로 통증을 느낀다.
척추: 척추를 지나가는 신경에 손상을 주기 때문에 위험하다. 처음에는 통증이 등에서 시작하여 배 쪽으로 확산되다가 점차 다리가 저리고 힘이 없어지며 거름걸이가 이상해진다. 때로는 소변을 볼 수 없게되며 결국에는 목이나 허리 또는 다리에 마비가 온다.
뇌: 척추에서보다는 그 빈도가 낮지만 뇌에도 벤즈가 생기는데, 이 경우 현기증, 시력장애, 좌반신 또는 우반신 마비, 심하면 의식불명상태가 된다.
폐: 폐에 있는 혈관들이 광범위하게 기포로 막히면 숨이 가빠지고 가슴에 통증을 느끼며 기침을 하고 질식상태에 빠지게 되는데, 이 때 즉시 고압산소치료를 받지 않으면 목숨을 잃는다.
감압병에 걸렸을 때 급히 병원에 가서 고압산소치료를 받으면 치유될 수 있지만 시간을 넘기면 돌이킬 수 없는 손상을 입는다. 고압산소치료의 원리는 고압탱크 내에 환자를 넣고 압력을 가하여 몸에 생긴 질소기포가 점점 작아져 체액 내로 다시 녹아 들어가게 한 다음 서서히 감압하여 폐를 통해 빠져나가게 하는 것이다.

감압병에 대한 저항성은 개인차가 크며 또 나타나는 시간도 다양하다. 감압병의 증세는 85%가 스쿠버다이빙 후 1시간이내에 나타나며 95%가 3시간이내에 나타나지만 때로는 24시간 후에도 나타난다.
감압병에 걸리지 않으려면 한꺼번에 급히 올라오지 말고 감압표에 따라 중간에 정지하여 감압을 하면서 서서히 올라와야 한다 (감압스쿠버다이빙). 그림10은 압축공기 스쿠버다이빙시 지켜야할 표준감압시간을 그림으로 나타낸 것으로서 스쿠버다이빙심도가 깊을수록, 또 해저에 체류하는 시간이 길수록 올라오는 시간이 길어야 함을 보여준다.
스쿠버다이빙시간과 깊이가 어느 한계를 넘지 않으면 중간에 감압정지를 하지 않아도 되는데 이를 무감압스쿠버다이빙한다.

스쿠버다이빙심도가 10m 이내일 때는 스쿠버다이빙시간에 제한 없이 항상 무감압스쿠버다이빙을 할 수 있다. 스쿠버다이빙심도가 15m일 때는 체류시간이 100분 이내일 때, 스쿠버다이빙심도가 20m일 때는 체류시간이 55분 이내일 때, 스쿠버다이빙심도가 30m일 때는 체류시간이 25분 이내일 때, 그리고 스쿠버다이빙심도가 40m일 때는 체류시간이 10분 이내 일 때만 무감압스쿠버다이빙이 가능하다. 무감압스쿠버다이빙에서도 상승속도는 1분에 9m을 넘지 말아야 한다. 이 속도를 지키려면 자기가 내쉰 공기방울보다 약간 느린 속도로 올라오면 된다. 또 마지막 4-5m지점에서 3분 이상 쉬면서 감압한 다음 표면으로 올라오는 것이 안전하다.

규칙을 지키더라도 감압병이 나타날 때가 있는데 지나친 비만, 피로, 수면부족, 탈수, 음주, 순환기질병 등은 감압병의 발생가능성을 높이는 요인이 된다.
스쿠버다이빙 후 비행기를 타면 지상에서는 괜찮을 정도였지만 몸 속에 남아있던 질소가 외부압력의 감소로 기포를 형성하여 감압병을 일으키는 수가 있다. 그러므로 스쿠버다이빙 후 일정한 시간이 지나기 전에는 비행기를 타지 말아야 하는데 무감압스쿠버다이빙을 한 경우에는 적어도 12시간이상, 그리고 감압스쿠버다이빙을 한 경우에는 24시간 이상 기다려야한다.

체온조절

체온, 체열생산 및 체열손실
인체는 대사작용에 의하여 끊임없이 열을 생산하고 있다. 안정시 체내 열생산의 70%이상이 몸통내의 여러 장기(심장, 신장, 폐, 간, 내장 등)에서 일어나며 피부, 근육 등 말초조직에서 생산되는 열량은 전체의 30% 미만이다. 그러므로 몸통내부는 온도가 높고 말초조직은 온도가 낮다. 몸통내의 여러 장기에서 생산되는 열은 혈액순환에 의해 끊임없이 섞이므로 몸통내부의 온도는 거의 균일하게 되는데 이 온도를 심부온도라 한다. 안정시 심부온도는 약 37-38oC로 유지되는 반면 피부와 같은 말초조직의 온도는 부위에 따라, 그리고 환경온도에 따라 다르다. 우리가 일반적으로 체온이라고 하는 것은 바로 이 심부온도를 말한다. 심부온도를 알기 위하여 병원에서는 온도계를 혓바닥 밑(구강온도)이나 항문 속에 끼워놓고(직장온도) 온도를 측정한다.
평상시 체온이 거의 일정하게 유지되는 것은 체내에서 생산되는 열량(체열생산량)과 체외로 배출되는 열량(체열손실량)이 같기 때문이다. 만일 체열생산량이 체열손실량보다 많으면 체온은 올라가고 반대로 체열손실량이 체열생산량보다 많으면 체온은 내려간다.
체열생산은 운동을 하거나 떨면 증가하는데 이는 근육에서 생산되는 열량이 증가하기 때문이다. 체열손실은 공기 중에서는 피부표면에서의 복사, 대류, 증발과 숨쉴 때 호흡기(폐 및 기관지)표면에서의 증발에 의해 일어난다. 수중에서는 피부표면으로부터 복사와 증발이 일어날 수 없으므로 피부를 통한 체열손실은 주로 대류작용에 의해서 일어난다. 물은 공기에 비해 비열이 1000배나 되고 열전도도가 25배가 크기 때문에 대류성 열 이동을 쉽게 일으킨다. 따라서 물 속에서는 같은 온도의 공기 중보다 체열손실이 월등히 빠르다. 보통사람이 맨몸으로 있을 때 공기 중에서는 기온이 10oC 까지 내려가더라도 떨면서 체온을 유지할 수 있지만 물 속에서는 27-28oC 이하가 되면 아무리 떤다해도 체온유지가 불가능하다. 그러므로 찬물에서 활동할 때 대두되는 가장 큰 생리학적 문제가 바로 체온하강이다.

저체온증(hypothermia)
체온(심부온도)이 36oC 이하로 내려가는 것을 저체온증이라 하는데 표에 그 증상을 요약해 놓았다. 체온이 35oC 이하로 내려가면 정신적 육체적 작업수행능력이 떨어지기 시작한다. 과거 우리 나라 해녀들은 면으로 된 "물옷"(제주도 말)을 입고 사시사철 스쿠버다이빙작업에 임했다. 따라서 이들은 작업 시 항상 저체온증을 경험했는데, 어느 계절에나 직장온도가 35oC 가까이 떨어지면 즉시 작업을 중단하였다. 따라서 그들은 여름철(수온 약 25oC)에는 한번에 1-1.5시간, 겨울철(수온 약 10oC)에는 20-30분 동안 만 작업하였다. 물론 그들은 작업 도중 직장온도가 떨어지는 것을 알지 못했지만 오랜 동안의 경험을 통해서 더 이상 작업 계속해서는 안되겠다는 느낌이 들 때는 즉시 작업을 중단했으며 그 때 학자들이 직장온도를 재어보면 약 35oC로 나타났다. 이러한 사실을 기초로 하여 오늘날은 전세계적으로 안전한 수중활동을 위한 체온의 하한선을 35oC로 잡고 있다.

직장온도, 증상

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37oC 이하, 추위를 느낌 , 말초혈관 수축, 열생산량 증가
36oC, 떨기 시작 , 심하게 떨림, 열생산량이 2-5배 증가
35oC, 정신적 혼돈, 논리적 사고장애 , 현실과의 투쟁의지 감퇴, 익사 가능성
34oC, 기억력 감퇴, 언어 장애 , 감각기능과 운동기능 장애
33oC, 환각, 망상, 의식이 흐려짐 , 치사율 50%
32oC, 심장박동이 불규칙해짐 , 몸을 움직이기 힘들어짐
31oC, 사람을 알아보지 못함

30oC, 통증을 느끼지 못함
29oC, 의식상실
28oC, 무릅반사, 피부반사, 동공반사의 소실
27oC, 급성심부전 , 사망

체온이 30oC 이하가 되면 자극에 대한 반응이 없어지고, 통증을 느끼지 못하며 의식을 상실하게 되므로 익사하기 쉽다. 따라서 30oC를 저체온증에 의한 사망의 기준으로 삼는다. 겨울철 우리 나라 남해안의 평균 수온이 약 10oC인데 보통사람들은 이러한 물 속에서 3-4시간 지나면 체온이 30oC까지 떨어진다.
수중활동시 저체온증을 방지하기 위하여 여러 가지 스쿠버다이빙슈트가 개발되어 있다. 보통 옷의 경우 공기 중에서는 섬유사이에 들어있는 공기층의 열절연효과에 의해 (공기는 열전도도가 낮음) 보온효과가 있지만 물에 젖어 공기 층이 없어지면 보온효과가 없어진다. 흔히 사용되는 스쿠버다이빙슈트에는 습식스쿠버다이빙슈트(wet suit)이 있는데 이것은 기포를 많이 포함하고 있는 함성고무(neoprene)로 제작되기 때문에 물에 젖어도 그 속의 공기가 새어나가지 않아 열절연도(열전도도의 역수)가 그대로 유지된다. 그러나 스쿠버다이빙심도가 증가하면 수압에 의해 눌려 공기 층의 두께가 얇아지므로 보온효과가 떨어진다. 수심 10m(2기압)에서는 공기 층의 두께가 1/2로 감소되므로 (보일의 법칙) 스쿠버다이빙슈트의 열절연도는 수면에서 보다 1/2로 떨어질 것이다. 이러한 스쿠버다이빙슈트를 입을 때는 피부와 스쿠버다이빙슈트사이에 물이 들어가므로 습식스쿠버다이빙슈트이라고 하는데 들어간 물이 체온에 의해 곧 데워지므로 찬물에 처음 들어갈 때를 제외하고는 큰 불편을 느끼지 않는다. 오늘날 우리 나라 해녀들은 5-6mm 두께의 습식스쿠버다이빙슈트를 입는데 여름철에는 3시간 이상, 그리고 겨울철에는 2시간 이상 연속적으로 작업을 해도 그들의 직장온도는 36oC 이하로 떨어지는 법이 없다.
아주 찬물에 스쿠버다이빙할 때는 neoprene재질의 건식스쿠버다이빙슈트 (dry suit)이나 더운물공급식 스쿠버다이빙슈트(hot water suit)이 이용되기도 한다.
저체온증이 발생했을 때 회복하는 가장 좋은 방법은 더운(약 43oC) 물로 샤워를 하거나 물 속에 잠기는 것인데 이마에서 땀이 날 때까지 계속하는 것이 좋다.

스킨 스쿠버 관련의학 기초 상식