재호흡기 ( 리브리더 : REBREATHER )


  리브리더란 무엇인가?

  수심 18미터, 현재까지의 잠수시간 30분 경과, 컴퓨터는 앞으로 90분간 더 잠수할 수 있다고 말해주고 있다.
감압병을 걱정하지 않아도 된다. 몸은 따뜻하고 아무리 오래 다이빙해도 목구멍이 마르지 않는다. 귀상어들 속에 합류해 헤엄을 쳐도 상어들은 도망가지 않는다.

 어떻게 이런 다이빙이 있을 수 있을까?
그러나 리브리더로 다이빙을 하면 바로 그 현실을 맛볼 수 있다.
완전 폐쇄회로 리브리더는 호흡기체를 외부로 내쏟지 않아 버블 소리가 나지 않으며 감압할 필요도 없고 입으로 들어오는 기체는 따뜻하고 습기까지 간직하고 있다. 호흡 시스템 속의 산소 레벨은 다이버 자신이 조절할 수 있고 질소의 양도 안전하게 조절할 수 있다.

 리브리더는 간단한 원리의 기계로 당신이 내쉰 기체를 다시 순환로에 잡아들여 당신 몸이 만들어 내보낸 이산화탄소를 여과시키고 당신 몸이 소모하여 부족하게 된 산소를 더 보충시켜 다시 신선한 호흡기체로 만들어 준다.

리브리더는 정확하게 사용할 줄만 안다면 지극히 효율 높은 다이빙 장비로서 일반 다이버들이 사용하는 80큐빅피트 탱크보다 훨씬 작은 용기의 기체를 가지고도 한번에 몇배나 되는 시간동안 잠수할 수 있거나 여러차례에 나누어 잠수할 수 있다.
완전폐쇄회로 리브리더는 일반 공기 스쿠바보다 훨씬 더 깊은 수심 속에서도 훨씬 더 오래 잠수할 수 있다. 일반 압축공기 스쿠바는 들이마신 공기는 무조건 내버린다. 질소는 백퍼센트 낭비되며 산소는 아주 작은 양만 소모되고 버려진다.
리브리더는 질소를 버리지 않고 재순환시키면서 산소함량을 적정치로 희석시키는 역할을 한다.오늘날 나오는 성능 좋은 리브리더 들은 두개의 작은 호흡기체 탱크를 가지고 4시간 이상 잠수할 수 있다.

 리브리더들은 개량형이 속속 나오고 있지만 대부분 공통적인 요소들로 구성된다.
한개(또는 두개)의 실린더, 레귤레이터(또는 복수의 레귤레이터), 한개(또는 두개)의 호흡주머니 (breathing bag), 이산화탄소 여과통, 호흡호스, 마우스피스가 그 기본 요소들이다.
리브리더가 갑자기 스포츠 다이빙계에 인기를 얻게된 이유는 두가지가 있다.
첫째 전세계적으로 나이트록스를 구하기가 점점 쉬워지고 있기 때문에 일반 다이버들이 반폐쇄회로 리브리더에 접근하기가 용이해졌다는 것이다.
둘째 마이크로프로세서의 발달로 산소 모니터링 장비와 산소와 질소의 무상한 부분압 변화에 대처하는 감압계산 수단이 계속 발달하고 있기 때문이다.


   리브리더의 종류

    ① 완전폐쇄회로식 산소 리브리더
   ② 완전폐쇄회로식 혼합기체 리브리더
   ③ 고정비율 혼합기체 반폐쇄회로식 리브리더
   ④ 기체비율 조절식 반폐쇄회로식 리브리더

이상은 큰 카테고리로 분류한 것이며 세부적으로는 디자인이 더 다양하다. 콘트롤이 전자식인가 기계식인가에 따라서도 다시 분기된다.


◈  완전폐쇄회로식 산소 리브리더

2차대전 때 군사용으로 사용되기 시작하였고 지금도 군대에서 널리 사용된다. 리브리더 중에서 가장 간단하고 가볍다.
최대 7.6m 수심 이상으로 들어갈 수 없고 특수임무의 경우 15m까지 아주 짧은 시간동안 노출될 수 있다.
순수산소를 이용하기 때문에 매우 위험하다. 군사용, 간첩 침투용이다.


◈  완전폐쇄회로식 혼합기체 리브리더

이 기종을 말할 때는 보통 산소와 희석기체(질소 또는 헬륨)의 혼합이 전자식으로 콘트롤 되는 것을 뜻한다.
대단히 깊은 수심에 들어가 장시간 잠수할 수 있어서 테크니컬 다이버들이 애용한다. 전자식이기 때문에 배터리와 산소센서 (oxygen sensors)가 요소로 채택된다.
상품의 예를 들면 Bio-Marine의 BMR500, Undersea Technologies의 UT240 등 모두 40m 이상 훨씬 깊이 잠수할 수 있다.


◈  고정비율 혼합기체를 사용하는 반폐쇄회로식 리브리더

현대에 와서 레크레이션 다이빙용으로 처음 보급된 것이 이 기종이다.
호흡기체는 사전에 혼합비율이 정해진 기체를 사용하며 잠수중에 조절하지는 못한다. 그리고 기계식이다.이름이 뜻하듯이 실린더에서 나온 기체가 모두 재순환되지는 않는다. 실린더로부터 일정량의 기체가 지속적으로 호흡주머니로 흘러들어오며 일정한 소량의 부피가 규칙적으로 외부로 빠져나간다.

고정비 혼합기체 반폐쇄회로 리브리더는 40m 이상의 수심으로는 들어가지 못하게 설계되어 있다. 보통 23m 수심까지가 정상적 수심이며 그 상 수심에서는 `산소의 벽,이 주효해지기 때문에 장비의 상대적 잇점이 떨어진다.
반폐쇄회로식 리브리더의 단점은 실린더에 기체를 혼합하기 전에 최대 잠수수심을 먼저 결정해야 한다는 점이다. 다이빙 현장에 도착해서 변경할 수는 없다.

개방회로 장비 보다 나이트록스를 훨씬 더 효율적으로 이용하게 해주지만 완전폐쇄회로식 만큼은 아니다.
반폐쇄회로 리브리더에도 잠수중에 볼 수 있는 산소 모니터링 시스템을 부착시킬 수 있다. 그러나 산소 조절은 안된다.
이 장비에서 중요하게 고려해야 할 사항은 잠수 도중의 운동량에 따라 호흡 회로내의 산소 분압이 변한다는 사실이다. 이 기종은 90년대 중반에 스포츠 다이빙계에 소개된 것이며 레크레이션 다이빙 시장에 적합한 기종이다.


◈  셀프 믹싱 반폐쇄회로 리브리더

고정비율 혼합기체 보다 셀프믹싱 반폐쇄회로 리브리더는 훨씬 더 복잡하다.기계식 또는 전자식이 있다.
완전폐쇄회로 리브리더의 효과는 따라가지 못한다.


   리브리더의 장점

  ① 기체의 효율성
리브리더의 가장 먼저 꼽을 장점은 개방회로 스쿠바 장비에 비해서 호흡기체의 사용을 훨씬 더 효율적으로 한다는 것이다.
나이트록스 다이빙하는 경우에는 리브리더가 더 경제적이며 헬륨(또는 트라이믹스)을 사용할 시에는 특히 더 그러하다.
반폐쇄회로 장비는 개방 스쿠바보다 3배, 완전폐쇄회로 장비는 10배 이상의 기체 절약을 가져온다. 또한 리브리더의 실린더는 작아서 개방 스쿠바 실린더를 들어나르는 일보다 매우 수월하다.

 ② 따뜻하고 습기있는 기체를 호흡할 수 있다
개방회로 스쿠바의 경우 숨쉬는 공기는 건조하고 차갑다. 건조한 공기는 인체의 수분을 빼앗아가 수분부족증을 일으키며 이는 감압 병에도 해롭다.
스쿠바 탱크의 공기는 호흡시 압력에서 해방되면서 냉각되게 되었다. 이 찬 공기는 폐에서 데워져 밖으로 버려직 때문에 체온을 빼앗아 간다. 이는 피곤, 체온저하를 통해 감압병에도 약 영향을 준다.
리브리더 장비의 경우는 데워진 기체가 계속 순환되는데다가 여과통에서 화학반응으로 열이 발생하며 동시에 화학반응에 의한 습기가 생성된다.

 ③ 조용하게 잠수할 수 있다
반폐쇄회로는 거의조용하고 완전폐쇄식은 완벽하게 조용한 잠수를 할 수 있다. 수중동물을 다루는데 있어서 큰 잇점이며 특히 수중 사진가에게는 귀중한 장점이다.
반폐쇄회로식 장비는 일정한 간격을 두고 기체가 밖으로 유출되지만 조용한 편이다. 독일 드래거사는 아트랜티스 리브리더에 디퓨저를 부착하여 방출되는 기체가 매우 미세한 기체입자로 분산되도록 했었는데 테러용이나 군사용으로 사용될 수 있다하여 독일정부가 이 장치의 부착을 금지시켰다.
완전폐쇄회로 장비는 상승할 때만 버블이 토해지며 전문적인 수중영화 촬영가들이 선호한다.
그러나 리브리더들이 매우 조용한 다이빙을 가능하게 한다해도 완벽하게 잡소리를 없애주는 것은 아니다. 회로 속의 밸브들과 디오 알람 같은 곳에서 잡소리가 난다.

④ 적정 산소분압을 제공한다
개방 공기 스쿠바의 경우 산소함량은 20.9%이며 그 부분압은 수심에 따라 변한다. 깊이 잠수하면 산소분압이 너무 높아지고 얕은 수심에서는 감압하기에 부족한 산소분압이 된다.
개방회로 장비로 나이트록스 다이빙을 할 때도 산소함량은 일정하므로 수심에 따라 산소분압이 변한다. 그러나 질소와 상관해서는 잠수시간을 크게 연장시켜 준다. 마찬가지로 반폐쇄회로 리브리더로 나이트록스 다이빙을 하는 경우에도 사용된 기체 혼합율에 따라 최대수심이 제한을 받는다. 그러나 리브리더의 효율성과 작아진 질소함량 때문에 잠수시간은 크게 길어진다.
완전폐쇄회로식 전자식 리브리더(자동 믹싱 리브리더)는 적정 산소분압을 지속적으로 관리해 주므로 대심도 잠수와 감압잠수 양면에서 최고의 효율성을 나타낸다.
수심이 깊으면 산소함량을 줄여주고 얕은 수심에서 감압할 때는 100%에 가까운 산소함량을 유지시켜주는 식이다.


   리브리더의 단점

  ① 값이 고가이다
리브리더는 관련 액서서리와 유지보관에 필요한 소품들까지 생각하면 고가의 장비이다.
그러나 리브리더의 효율성이 필요한 다이빙을 하는 다이버에게는 고가라고만 말할 수도 없다.
드라이수트를 입고도 추위에 떨면서 찬물 다이빙을 자주하는 다이버와 실린더를 조달받을 수 없는 벽지로 들어가 주말 다이빙하는 경우, 실린더를 많이 적재할 수 없는 작은 보트로 벽지에 들어가 주말 다이빙을 하는 경우 등에는 작은 실린더로 장시간 다이빙할 수 있는 리브리더 장비가 유용하다.
감압이 필요한 동굴이나 난파선 다이빙을 하는 테크니컬 다이버들에게는 전자식 완전폐쇄회로 장비가 최선의 선택이다. 여러개의 실린더들을 주렁주렁 몸에 달고 힘겹게 다이빙하지 않아도 된다.

 ② 리브리더 장비는 가볍지 않다
완전착용을 했을 때 리브리더 장비는 공기 스쿠바 장비보다 가볍지 않다.
예를 들어 아트랜스트 Ⅰ의 경우 배일아웃(bail-out) 장비(리브리더의 이상이 생길 경우에 대비하여 별개의 개방회로식 스쿠바 셋트를 장착 시키는데 이것을 배일아웃 장비라 한다)까지 합하면 약 20Kg이 초과한다.
공기 스쿠바 장비와 비슷하다고 할 수 있다. 다만 실린더들을 따로 취급할 때는 리브리더용 실린더들이 작고 여러개가 필요치 않아서 유리하다.

 ③ 오퍼레이팅 비용이 높다
장비값을 생각 안한다면 리브리더는 나이트록스든 헬리옥스(트라이 믹스)든 효율적으로 재사용하기 때문에 공기보다 저렴하다.
그러나 이산화탄소 여과물질, 배터리등을 감안하면 비용이 더 든다. 그러나 개방회로로 나이트록스 다이빙을 하는 것보다는 저렴하다. 장비의 유지관리비는 개방공기 스쿠바 장비에 비해 5∼8배의 비용이 더 든다.

 ④ 잠수 전에 준비과정이 많다
반폐쇄회로 리브리더에 능숙한 사람이 다이빙 전에 장비를 셋팅시키는데 약 15분 걸린다.
공기 스쿠바 장비는 2분이면 셋팅시킬 수 있다. 전자식 리브리더 셋팅은 30∼40분 소요된다.
리브리더의 셋팅시간을 더 단축할 방법은 없다. 철저하게 점검하지 않았다가는 생명을 잃게 되기 때문이다.

 ⑤ 잠수 후에도 장비관리 시간이 길다
개방 공기 스쿠바에 비해 리브리더의 잠수후 사후관리는 상당한 노력과 시간을 요구한다. 또한 잠수후 빨리 장비 정리를 해야 한다.
리브리더는 많은 가지 수의 부품들로 연결되어 있으며 이것들은 매번 다 분해해서 씻고 말려야 할 뿐만 아니라 특히 세균감염을 예방하기 위해 살균세척까지 해야 한다.
한 사람이 사용한 리브리더는 살균세척을 하기 전에는 절대로 사른 사람이 사용해서는 안된다. 사용자의 보균 상태가 기체회로에 그대로 옮겨지게 되는 것이 리브리더 장비이다.

 ⑥ 장비가 복잡하다
리브리더는 개방 스쿠바에 비해 부품이 많고 이들 부품들이 고장날 수 있으며 인체에 미칠 수 있는 악영향도 복잡해 진다.
리브리더 다이빙을 하려면 잠수의학에 관해 높은 지식을 가지고 있어야 한다. 잠수계획과 감압이론에 관해서도 더 잘 알고 있어야하고 일이 잘못되는 경우에 대비해서 빽업 옵션도 철저히 수용해야 한다.
리브리더 다이빙에 일어날 수 있는 기계고장의 위험성은 다음과 같다.
  · 이산화탄소 여과물징의 이상
  · 여과통의 누수
  · 인젝터의 막힘
  · 호흡주머니(흡입 및 호기주머니)의 누수 또는 고장
  · 호흡호스의 고장
  · 전자장비의 고장(전자 방식에 한해서)
위 사항중 어떤 이상이 발생해도 생명을 잃을 수 있다.
무산소증, 이산화탄소 중동, 가성(苛性) 화학물질에 의한 피해, 산소중독등의 위험이다. 산소 모니터링 장치가 있는 장비는 항상 산소 레벨에 경계하고 있어야 한다.
바이패스 레귤레이터(bypass regulator)가 작동되는 소리를 민감하게 들어야 하고 누수가 되는 경우에 화하물질이 부글부글 끓는 소리에도 신경을 써야 한다. 호흡주머니가 부풀었다 줄어들었다 하는 감각도 등에서 예민하게 느껴야 한다.
이러한 모든 요소들이 리브리더 다이빙을 복잡하게 만든다. 따라서 교육과 훈련을 철저히 받지 않고 리브리더 다이빙을 시도하는 것은 매우 위험하다.

 ⑦ 호흡기체와 여과물질을 아무데서나 구할 수 없다
나이트록스를 충전시키는 작업은 공기충전과는 달리 특수한 설비와 지식 그리고 훈련이 필요하다.
호흡용 순수산소나 헬륨도 아무데서나 구할 수 없다. 이산화탄소 여과물질도 그렇다.


   리브리더의 일반적인 구조

호흡기체 저장 실린더, 여과통, 호흡주머니, 압력저하용 레귤레이터, 잔압계, 호흡호스가 거의 모든 리브리더들의 기본 구조이다.
그러나 제품마다 설계와 방식이 달라서 자신이 교육받지 않은 장비는 사용할 수 없다는 것이 리브리더 교육계의 철저한 규칙이다.
제 1단계 레귤레이터: 리브리더들은 최소한 한개의 1단계 레귤레이터를 갖고 있다. 셀프믹싱 (self-mixing) 리브리더는 순수 산소통과 희석기체통(나이트록스 또는 헬리옥스)에 각각 한개씩 달려있다.


◈  이산화탄소 흡수제

페쇄회로 장비들은 오래전부터 화학물질을 이용하여 이산화탄소를 여과시켜 왔다.
리튬하이드록사이드와 소다라임이 주로 사용되어 오고 있는데 가장 보편적인 물질은 소다라임(Soda lime)이다.
가성소다(NaOH)와 라임[Ca(OH)2; 칼륨하이드록사이드]의 혼합체이며 포타시움 하이드록사이드 (KOH)도 첨가된다.
잠수함, 광산, 마취용으로 이용되지만 다이빙용으로 제조된 것이 따로 있다.
반드시 다이빙용 이라고 명시된 소다라임을 사용해야 한다.

CO2여과제는 가성(조직에 닿으면 조직을 썩히거나 화상을 입히는 성질)이 있으므로 피부와 눈 또는 폐로 들어가지 않게 해야 한다.
여과제를 여과통(canister)에 부을 때는 30cm 높이에서 떨어뜨려 알갱이 외의 분진이 날아가버리게 한다. 따라서 바람이 부는 외부에서 작업해야 한다.
여과제가 기능을 시작하는데는 습기가 필요하다. 소다라임 자체에 12∼15%의 습기가 있으며 다이버가 내쉰 기체 속에도 습기가 있으므로 기능의 시동이 된다.
그러나 과도한 습도는 여과기능을 저하시킨다. 인체는 대략 소모시킨 산소의 양과 동일한 양의 이산화탄소를 배출시킨다.

여과통은 기체가 여과물질의 알갱이 사이를 균등하게 통과하도록 설계되어야 CO2흡수가 잘된다. 이래야만 모든 알갱이들이 동일한 속도로 수명이 끝나게도 된다.
CO2를 흡수하는 화학반응의 성능이 하강을 시작하는 순간을 여과제의 돌파점(breakthrough point) 이라고 한다. 여과제는 온도가 찰수록 수명이 짧아진다.
여과제와 CO2가 화학반응을 일으키면 열과 습기가 생성된다. 여과제가 최고의 성능에 있을 때 섭씨 20도의 수온에서 실험한 결과 기체의 온도는 최고 37도까지 올라간다. 그러나 꾸준하게 열이 발생되는 것은 아니다. 호흡을 빨리하면 열이 더 많이 생기므로 더운 열대바다에서는 고체온증을 당할 수 있다.

다 그렇지는 않지만 여과제는 CO2를 끝까지 흡수하면 백색에서 보라빛으로 변한다. 그러나 이 색상변화로 여과제의 남은 성능을 판별해서는 안된다.
여과통에서 전체적으로 색상변화가 일어나는 것도 아니고(기체를 받아들이는 입구쪽에서 주로 나타난다) 변한 색깔도 몇시간 지나면 원상을 회복하기 때문이다.
색상이 원상대로 돌아갔다고 해서 CO2 여과 능력이 다시 생긴 것도 아니다. 사용한 여과제는 과감히 버려야 한다.

소다라임은 알갱이 크기가 여러가지로 나온다. 알갱이가 작을수록 표면적이 넓어 사용시간이 길어지지만 기체유통이 느려서 호흡이 힘들 수 있다.
소다라임은 공해 물질은 아니므로 보통 쓰레기처럼 처분하면 된다.
미래에는 화학물질에 의한 CO2 여과방법이 사라지고 다른 방법이 나타날 것이다. 전자방식, 분자선별식 망, 멤브레인식, 냉각방식 등이 있다.


◈  여과통

여과물질을 담는 여과통은 기체의 흡입구와 출구가 있고 물질을 쏟아부은 다음에 힘있게 조여 닫는 방수 뚜껑을 가지고 있다.
물질을 반쯤 채운 다음 다음에 링 타입의 가스켓(baffle system)을 넣고 다시 여과물질을 마저 채운다. 이는 여과될 기체가 균형있게 분산되지 않고 채널을 만들며 흐르거나 미끈한 내벽을 따라서만 흐르는 것을 방지해 주는 장치이다.
여과통의 입구와 출구는 자칫 잘못하면 반대로 회로에 연결될 수 있으므로 이를 예방하는 설계로 되어있다. 여과통은 잠수 후에 물로 세척시키기가 용이하도록 설계되어 있다. 여과통은 기체가 흐르는 방향과 관련하여 방사형(radial)과 라인형(linear)이 있다.


◈  호흡주머니(Breathing bag)

다이버가 빨아들리는 기체는 실린더에서 미리 나와 호흡주머니에서 대기하고 있게 된다. 또한 여과된 재순환 기체도 이 주머니에 함께 모여있다.
마신 기체는 호흡주머니에서 나온 것이지만 내쉰 기체도 여과통을 거쳐 즉시 호흡주머니로 되돌아 간다.
호흡주머니의 부피는 인간의 평균 폐활량과 비슷하다. 폐활량과 용적이 비슷하지 않으면 호흡 싸이클이 불가능해진다.
호흡주머니가 흡기와 호기용이 따로 분리되어 있는 것도 있고 단일 주머니로 된것도 있다. 반폐쇄회로 리브리더들은 대개 더블백이다.

호흡주머니에는 소량의 수분은 일정한 공간에 갇혀서 여과통이나 호흡호스로 들어가지 않게 하는 구조가 있다. 호흡주머니에 있는 순환로와의 연결 구멍은 사이즈를 다르게 한다던지 색깔을 틀리게 한다던지해서 착오연결이 일어나지 않게 만들어져 있다.
리브리더의 디자인에 따라 호흡주머니가 등뒤에 놓이는 것, 가슴 앞에 놓이는 것, 어깨위에 놓이는 것이 있다.
위치에 따라 호기와 흡기의 수월성이 교차한다.


◈  덮개

리브리더들은 호흡주머니, 여과통, 연결관, 전자기기, 기타 부속들이 딱딱한 덮개로 보호되는데 덮개는 하우징 역할을 겸하지만 내부의 구성요소들은 모두 물에 노출된다(밀폐형이 아니다).


◈  마우스피스

리브리더의 호스는 마우스피스를 가운데로 하여 한쪽은 흡기통로이고 다른 쪽은 호기통로이다.
제품에 따라 좌우가 일정하지 않으므로 처음 사용하는 기종을 조심해야 한다. 마우스피스가 있는 중심부 T구조에 일방밸브와 레버가 달려 있으며 이 T 구조는 모든 리브리더들이 동일한 디자인을 가지고 있다.
T구조에 있는 레버는 아래 위로 당길 때 마우스피스 통로를 막거나 개방시킨다.
물속에서 마우스피스를 뱉으면 호스로 물이 들어가므로 반드시 레버를 당겨 막은 다음에 마우스피스를 물에 노출시켜야 한다.


◈  호스

외부가 주름잡힌 형인 호스는 호흡기체를 운반해주고 내쉰 기체를 되돌아가게 한다. 리브리더의 부품중에서 외부에 노출되어 있는 것이 호스이기 때문에 상받기 쉽다. 지름에 한계가 있지만 굵은 호스일수록 좋다.


   리브리더의 위험성

 일반 공기 스쿠바에 비해서 리브리더가 위험성이 많은 것은 분명하다. 그러나 리브리더가 가지는 장점도 분명하다.
안전대책 옵션과 정확한 교육훈련을 통해서 위험성을 최소화시킬 수 있으므로 리브리더 다이버가 증가하고 있는 것이다.
중추신경계 산소중독(CNS산소중독)은 산소의 부분압 한계를 망각해서 일어나는 결과이기도 하지만 장비의 조립실수, 센서고장(완전폐쇄식에서)도 문제가 된다.
리브리더 다이빙에서는 무산소증(hypoxia), 이산화탄소 중독(hypercapnia), 화학물질 손상(chemical burn)도 일어날 수 있다.
희석기체로 질소를 사용하는 한 질소마취도 문제에 끼어들어 있다. 기타 공기 스쿠바에 있을 수 있는 모든 생리적 물리적 문제들도 모두 포함된다.
모든 이상 징후에 대해 알고 있으며 그것을 인지하는 능력이 없다면 공기 스쿠바 보다 더 직접적으로 생명의 상실과 연결된다.
이상을 인지했을 때 즉시 배일아웃 장비로 교체하는것이 해결 수단이다.


◈  산소중독

산소중독은 기절을 일으키지만 그것 자체로 생명이 끊어지는 것은 아니다.
익사로 이어지기 때문에 그래서 리브리더 다이빙에서는 풀 페이스(full face) 마스크가 권장된다. 산소중독으로 기절해도 정상 호흡 기체로 돌아오면 5분 이내에 후유증 없이 회복된다. `나이트록스 의 단점, 항목에서 산소증독증에 관해 설명했다.


◈  저산소증(Hypoxia)

인간은 산소의 농도가 16%일 때까지(지상기준) 생명을 지탱할 수 있지만 운동량이 많은 상태에서는 해당되지 않는다. 저산소증 역시 치명적일 수 있고 증상은 산소중독과 거의 비슷하다.
실린더 배브의 개방을 잊어먹고 물에 들어갈 때 저산소증을 당한다. 공기 스쿠바에서는 즉시 숨이 막혀 밸브가 닫혀있는 것을 알게 되지만 리브리더의 경우에는 호흡이 가능하게 되어 있다. 호흡주머니에 들어있는 공기와 당신이 폐에 간직하고 있던 공기가 순환해 주기 때문이다. 처음에는 21%의 산소가 있었으나 1분 내지 2분이 지나면 산소가 고갈되어 무산소증에 걸리게 된다.
반폐쇄회로 리브리더는 완전폐쇄회로 장비에서는 일어나지 않는 저산소증 원인을 만들어 낼 수 있다. 그것은 사이즈가 틀린 노즐(metering orifice) 을 잘못 끼웠을때 노즐의 구멍이 손상을 입어서 정확한 분사량으로 기체를 공급하지 않을 때, 호흡주머니의 기체를 신선한 기체로 교환시키지 않고 상승하였을 때이다.

노즐의 결함을 막기 위해서는 다이빙하기 전마다 노즐의 기체통과량(FR: flow rate)을 확인해야 하며 간단한 기구가 제공되어 있다.
반폐쇄회로 장비는 다이버의 운동량에 관계없이 동일한 산소함량의 나이트록스만 일정한 속도로 공급해줄 뿐이다. 휴식 상태에서는 산소의 작은 부분만 소모시키지만 운동량이 커지면 산소의 소모량이 많아진다.
드래거사의 아트랜티스 장비로 예를 든다면 EAN50의 나이트록스를 사용하는 경우 편한 상태에서는 1분에 약0.3리터의 산소를 소비하므로 호흡주머니 속의 산소는 47.6%로 유지된다. 다이버가 만약 최대로 헐떡거린다면 산소함량은 19.1%로 줄어든다.
이 정도는 저산소증을 일으킬 정도는 아니지만 EAN50보다 산소함량이 적은 나이트록스를 사용한다면 충분히 문제가 발생하는 것이다.

반폐쇄회로 리브리더에서는 상승시에 저산소증이 일어날 수 있다. 수심이 얕아지면 호흡주머니의 산소분압이 하강하기 때문이다.
긴급상승을 하거나 헐떡거릴 때 상승하면 특히 위험하다. 그리하여 교육에서 중요하게 가르치는 것이 상승하기 전에 호흡주머니 기체를 신선하게 교체하라는 것이다.
들이마신 기체를 여러번(보통 3번) 코로 내쉬면 사용된 기체가 외부로 버려지고 호흡주머니에는 신선한 기체가 채워진다.
저산소증은 의식을 잃은후 뇌세포 손상이 올 정도로 긴시간이 경과하지 않는한 정상적 공기나 순수산소를 마시면 후유증없이 수분내에 회복된다. 저산소증을 예방하려면 산소모니터링 장비를 도입하는 것이 가장 좋은 방법이지만 만약 산소모니터링마저 고장난다면 저 레벨 산소 상태를 감지할 도리가 다.


◈  이산화탄소 중독

호흡의 부산물로 생기는 것이 이산화탄소이다. 이산화탄소는 호흡욕구를 일으켜주기 때문에 어느 정도의 양은 인체에서 필요하다.
그러나 호흡통로에 이산화탄소가 과다하면 이산화탄소 중독이 일어난다.
증상은 숨이 차고 골이 아프며 계속되면 정신을 잃는다. 산소중독 같이 급작히 악화되지는 않으므로 알아차릴 시간적 여유는 있다.
이산화탄소 중독은 여과통 자체에 결함이 있거나 여과물질을 담는 방법과 물질 사용상의 오잉, 마우스피스 쪽의 밸브고장(내쉰 공기가 여과통으로 가지않고 입으로 되돌아오는경우)에 의해 발생할 수 있다.
여과물질을 여과통에 잘못 채우면 기체가 균등분산되지 않고 채널링(channeling)이 일어나 이산화탄소가 제거되지 않는다.

여과물질의 보관통 마개를 열어놓거나 밀폐가 되지 않으면 습기가 증발하고 공기중의 이산화탄소를 흡수하기 때문에 다이빙에 사용할 수 없게 된다. 장시간 보관시킨 여과물질은 잘못 보관되었는지 눈으로 증거를 찾아낼 수 없으므로 의심이 가면 버려야 한다.
저온에서는 여과제의 기능이 현저히 떨어진다. 사용전에 21도 이상의 온도에서 24시간 보관해야 한다. 아이스다이빙시에는 네오프렌 원단으로 여과통을 보온시키는 것이 좋다.
보통 한번 다이빙으로 여과제의 효용시간이 끝나지는 않지만 한번 사용한 것은 버리는 것이 현명하다.

◈  화학물질 화상(Chemical burns)

이산화탄소 여과물질은 보통 소다라임(soda lime)이다. 이것은 가성소다와 라임의 혼합물이며 가성소다는 나트륨(natrium;sodium), 산소, 수소의 화합물이고(NaOH) 라임은 칼슘, 산소, 수소의 화합물[Ca(OH)2]이다.
이산화탄소가 여과제의 알갱이 사이를 통과하면 이산화탄소(CO2)의 산성을 중화시키는 화학반응이 일어나면서 열과 습기가 발생한다. 그리고 알갱이는 백묵으로 남게 된다. 그러나 여과제가 아직 화학반응 능력이 남아 있을때 물에 젖으면 `가성 물질의 칵테일 화(caustic cocktail),가 일어나 입술 , 입속, 식도, 기도, 폐까지 심각한 화상을 입을 수 있다.

현대의 리브리더들은 이런 사고가 일어나도 결과가 경미하도록 안전조치를 하고 있으나 위험은 생존하고 있다. 따라서 여과통이 누수되는 의심이 들거나 입에서 뜨끈한(쏘는) 감각이 느껴지면 즉시 배일아웃 장비의 호흡기로 교환해야 한다.
유경험자에 의하면 물에 젖은 화학물질이 입에 들어오면 비누맛이 난다고 한다.
어떤 리브리더는 소다라임 대신에 리튬하이드록사이드를 권장하는데 이것은 소다라임보다 가성(苛性)이 더욱 강해서 침수되는 경우 더 위험하다. 화학화상을 당하면 맑은 물로 충분히 씻어내고 즉시 의사에게 가야한다.

◈  과도한 감압다이빙

전자식 폐쇄회로 리브리더는(예를들어 바이오 머린(Bio-Marine)의 BMR500), 170m까지 들어가 3시 30분 동안 잠수할 수 있다고 선전되어 있다.
만약 신중하지 못하게 이런 종류의 장비에 도전한다면 심각한 문제를 당할 수 있다.

 리브리더의 종류 (O₂ Rebreather)

 일반적으로 크게 순산소식 리브리더, 반폐쇄회로식 리브리더 ,완전폐쇄회로식 리브리더로 나눌 수 있다.
이 세가지 종류의 리브리더에 대해 간략하게 설명하면

순산소를 호흡기체로 사용하는 리브리더를 말한다. 완전폐쇄회로식 장치로 배기 기포가 없으므로 침투나, 폭파 등 주로 군사용으로 사용된다.

그러나 순산소의 MOD(Maximum Operation Depth : 최대사용 수심)가 6 미터이므로 그이상 잠수하면 CNS(Central Nervous System : 중추신경계) 산소중독에 걸리게 된다.

우리나라를 포함한 전세계 군사용의 95퍼센트 이상이 Drager社의 Lar V.를 사용하고 있다.


◈  반폐쇄회로식 리브리더 (Semi-Closed Circuit Rebreather)

 우리들이 현재까지 사용해온 개방형 스쿠버는 탱크 속의 가스를 흡입하여 호흡하고 그 배기가스를 수중으로 배출해 버린다.
다이빙에 사용하는 기체는 공기또는 나이트록스이며 우리가 매 호흡에 소모하는 산소는 약 5퍼센트 정도이다.
공기일 경우 배기시 16퍼센트의 산소가 수중에 방출되므로 상당히 비효율적이다.
나이트록스일 경우에는 산소 함유율이 더 높으므로 더욱 더 그러하다.
호흡에 사용하고 남은 산소를 재순환시켜 사용하면 호흡용 혼합가스비에 따라 다르지만 대개 개방식보다 5 배 이상 사용할 수 있다.
반폐쇄식인 경우 호흡용 혼합가스비는 미리 정해져 있어 다이빙 중에는 혼합비를 조절할 수 없다.

즉 흡입 후 인체를 돌고 나온 배기가스는 순환회로를 통해 여과통으로 보내지고, 배기가스 중의 이산화탄소만 여과통 속에서 이산화 탄소 흡수제에 의해 제거된다.

다이버가 소모한 산소는 Dosage(Orifice)를 통해 흡기 주머니로 보충되어 항상 호흡용 혼합가스비가 일정 하도록 해준다.

배기가스는 여과통 속으로 흘러들어 오기 전 배기주머니에서 농축되는데 이때 너무 많이 농축되어 압력이 너무 높아지면 여과통 속에서 탄산가스가 화학반응을 일으킬 충분한 시간이 모자라 탄산가스가 그대로 순환호흡기 속으로 넘어와서 위험하게되므로,대개 5번 호흡에 한번 정도 고압의 배기가스를 과압방지 발브를 통해 외부로 배출시켜서 압력을 조절하게된다.
이 때문에 반폐쇄회로식이라 불린다.

가스 사용상 매우 효율이 높으므로 개방형 스쿠버에 사용하는 탱크 (약12 L)보다 아주 작은 4 L 탱크로도 몇배 더 오래 잠수할 수 있다.

또 개방형 스쿠버 다이빙에서는 호흡시에 사용되는 기체는 주변압과 같아야 하므로 수심이 깊어지면 다이빙시간은 아주 짧아진다. 그러나 재호흡기는 소소모량이 활동량(대사 노동량)에 따라 달라지므로, 같은 활동량의 다이빙일 때는 수심이 깊어지더라도 다이빙 시간은 거의 차이가 나지 않는다.