★ 경보점 설정 기준 

* 15 - 19% : 몸의 조절 능력이 떨어진다.

* 10 - 12% : 맥박이 빨라지고, 판단력과 인지능력이 떨어지고, 입술이 파래진다.

* 6 - 10% :  졸도, 혼수상태 및 의식불명 상태가 된다. 8분이 지나면 치명적이다.

* 6% 이하  : 40초 이내에 의식을 잃고, 호흡이 중단되며, 사망한다.

산소결핍

산소결핍에 대한 생체의 반응

산소부족 상태의 생체 세포 안에서는 유산의 생성량이 증대하므로 혈액은 산성으로 변한다. 

이에따라 호흡중추등이 자극되어 호흡심도, 호흡수, 심장박동수의 증가가 일어나게 된다. 

이러한 상태에서는 공기를 상대적으로 많이 호흡하여 산소 부족량을 보충하고, 산소함유량이 저하된 혈액을 보다 다량으로 순환시키며, 뇌의 혈관을 확장하여 대량의 혈액을 받아들이기위한 여러가지 보상기구나 기능이 동원된다. 

그러나 이와 같은 생리적인 적응의 한계는 산소농도 16% 정도까지로, 이보다 낮은 농도에서는 생체적 보상이 불가능하며, 산소 결핍증상이 나타난다. 

인체 중에서 산소 부족에 대하여 가장 민감한 반응을 나타내는 부분은 최대의 산소 소비기관인 뇌이며, 특히 대뇌의 피질이다. 

산소 결핍증의 증상은 대뇌피질의 기능저하를 비롯하여, 궁극적으로는 뇌세포 손상에 의한 기능 상실을 거처 죽음에 이르게 된다.

급성 산소결핍

평지의 작업환경에서 나타나는 산소 결핍은 대부분 급격한 저산소 환경의 노출에의하여 예기치 못한 재해를 발생시킨다. 

산소결핍증상이 나타나는 산소 농도는 건강상태나 개인차에 따라 다르게 나타난다. 

일반적으로 16%정도에서 자각 증상이 나타나고, 저농도가 될수록 증상이 무거워진다. 또 10%이하에서 는 치명적인 위험을 수반한다. 

가장 큰 문제는 작업장소에 별도의 표지가 없을 경우, 이 증상이 산소결핍에의한 것임을 알 수 없다는 것이다.

무산소 1회 호흡의 위험성

산소 결핍 재해 중에서 환기 불량이 폐쇄적 공간이 아니더라도, 무산소 공기의 1회 호흡이 파국을 초래하는 경우가 적지 않다. 

예컨데, 가연성 가스를 질소로 불어낸 후, 탱크 내부를 점검하다가 불어 넣은 질소에 휩쓸려 추락하는 사고가 발생한다. 

무산소 공기에 순간적으로 노출될 때 숨을쉬면, 호흡중추를 극단적으로 자극하여 흉곽이 확장되면서 무산소 공기를 토출하는 동작이 불가능하게 된다. 

이때 폐 안에 남아있던 산소는 더욱 희석되어 산소분압의 저하를 초래, 폐 모세혈관의 혈중 산소분압이 상승하지 않은 상태에서 그대로 뇌에 운반된다. 

산소를 대량 소비하는 뇌에 있어 그 순간 활동을 지지하는 산소분압이 급격히 떨어지기 때문에 즉각적인 기능정지상태가 된다. 

이같은 반응은 무산소 공기를 흡입한 후, 적어도 2초 이내에 일어난다. 무산소 공기를 흡인한 경우, 폐포 및 폐정맥의 산소 분압변화는 그림 1-2와 같이 나타난다. 

즉, 무산소 공기의 1회 호흡으로 폐정맥혈의 산소분압은 40mmHg 정도로 저하되고, 이 혈류는 1초 이내에 뇌로 도달한다. 

뇌의 활동을 유지하기 위한 산소 분압인 60mmHg 을 밑도는 상황이 처하게 된다. 반면 숨을 참는 경우, 미리 폐에 총량 6 리터의 공기를 저장하고 있으므로 혈중산소 분압 전하가 급격히 일어나지 않는다.

소생의 한계화 후유증

중증의 산소결핍에서는 뇌세포가 재생물가능한 상태로 파괴되어 목숨을 잃게 된다. 

이때 그 파괴가 대뇌 피질에 나타나기 시작한 단계에서 응급처치에 의한 생명유지가 성공하더라도, 즉각적인 의식 회복이 곤란하게 된다.

뇌세포 파괴의 정도가 심하지 않은 경우에도 때때로 후유증을 유발한다.

산소분압과 기압의 관계

산소분압(mmHg)은 기압과 산소농도(%)의 곱으로 나타내는데, 동일한 산소 농도에서 산소의 분압은 기압에 비례하게 된다. 갈바니전지 방식의 산소농도계에 나타나는 지시치는 산소가 폐에서 체내에 들어가는 것과 같이 산소분압에 비례한다. 

따라서 1기압 하에서 산소 농도로 눈금을 매긴 계측기를 사용할 때 같은 농도라도 기압에 따라 다른 지시치를 나타낸다. 절대기압은 게이지 압력에 1기압을 더한 수치이며, 따라서 대기중에서는 다음과 같은 식에 의하여 보정된다

산소 결핍증 발생의 원인

산소는 무색 무취의 가스로, 인간의 감각으로는 산소 결핍 현상을 판단할 수 없기 때문에 산소 결핍증으로 인한 재해를 초래하게 된다. 

이와 같은 산소 결핍증에 의한 질식 사고를 막기 위해서는 가스의 측정 및 경보, 환기, 안전위생 교육 등 많은 대책이 확립되어야 하며, 산소 결핍 현상을 유발하는 각종 가스의 성질과 산소 결핍증의 발생 원인을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 

공기중의 산소 비율은 표 1-2와 같이 약 21%로 나타나지만 맨홀, 발효 탱크, 곡물 사일로, 우물, 터널 등 환기가 나쁜 장소에서는 미생물의 호흡이나 토양중에 포함된 철의 산화현상, 그리고 동식물의 호흡이나 유기물의 부패 등에 의해서도 산소 농도가 저하된다. 

금속의 산화에 의한 산소 결핍 현상은 선박, 탱크, 보일러 등의 밀폐된 철 구조물에서도 빈번하게 발생한다.

 또한, 일반적인 공업 제품이나 농산물 등에 있어서도 품질 향상, 유통비용 저하, 부식 방지 등을 위하여 불연성 가스의 이용이 높아지고 있어, 취급을 소홀히 할 경우에는 산소 결핍의 위험이 따르게 된다. 

지하의 토목공사에서 압기 공법을 이용할 경우, 배출된 압축공기 중의 산소가 흙에 함유된 철에 의하여 소비되어 산소 결핍 공기가 만들어지는데, 이 공기가 조건에 따라서는 예상치 못한 장소로 유입되어 재해를 일으키는 일이 있다. 

산소 결핍 공기로 인한 재해는 대부분 환기가 나쁜 장소에서 형성되므로, 이러한 장소에서 작업을 수행할 때에는 계속적인 주의를 기울여야 한다. 

또한, 드문 일이지만, 통풍이 좋은 옥외에서도 밸브나 배관에서 돌발적인 대량의 가스가 분출되거나 에어라인 마스크의 장착 상태가 불량하여 불연성 가스가 송급되는 등의 원인으로도 산소 결핍증이 발생한다.