잠수부가 깊은 바다에서 고압의 질소가 혈액에 많이 녹았다가, 빠른 속도로 수면 위로 올라오면 압력이 급감하여 질소가 기포로 변해 혈관을 막는 잠수병의 원리가 무엇인가요?

Question

잠수부가 깊은 바다에서 고압의 질소가 혈액에 많이 녹았다가, 빠른 속도로 수면 위로 올라오면 압력이 급감하여 질소가 기포로 변해 혈관을 막는 잠수병의 원리가 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

잠수병은 기체의 용해도가 압력에 비례한다는 헨리의 법칙으로 설명할 수 있습니다. 잠수부가 깊은 바다로 내려가면 수심 10미터마다 주변 압력이 1기압씩 증가합니다. 이처럼 높은 압력 환경에서 압축 공기를 호흡하면 공기의 대부분을 차지하는 질소 기체가 평소보다 훨씬 많은 양으로 혈액과 신체 조직에 녹아들게 됩니다. 산소와 달리 질소는 체내 대사 과정에서 소비되지 않고 그대로 조직에 쌓입니다.

​문제는 수면 위로 올라올 때 발생합니다. 잠수부가 너무 빠른 속도로 상승하면 주변 수압이 급격히 떨어집니다. 압력이 낮아지면 혈액 속에 녹아있을 수 있는 질소의 양도 순식간에 줄어듭니다. 이때 체내에 과포화된 질소 기체가 폐를 통해 호흡으로 서서히 배출되지 못하고, 마치 뚜껑을 갑자기 연 탄산음료 병에서 거품이 일어나는 것처럼 혈액 속에서 미세한 기포로 변해버립니다.

​이렇게 생성된 질소 기포들은 혈관을 막아 혈액 순환을 방해하고 주변 조직과 신경을 압박합니다. 이 때문에 관절이 쑤시는 통증이나 피부 가려움증이 나타나며, 심한 경우 뇌혈관을 막아 마비나 호흡 곤란 같은 치명적인 증상을 일으킵니다. 이를 예방하기 위해 잠수부들은 상승할 때 중간 수심에서 강제로 머무는 감압 정지를 거쳐 질소가 호흡을 통해 안전하게 빠져나갈 시간을 주어야 합니다.