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1%의 산소 차이가 주는 영향
1%의 산소 차이가 주는 영향
  • 이민휘
  • 승인 2018.08.20 06:08
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DIY IoT 생활에코시스템 만들기

"공기 참 좋다”란 말 속에 담긴 맑은 공기, 신선한 공기, 쾌적한 공기, 시원한 공기, 깨끗한 공기란 사실은 공기 속에 “산소가 얼마나 적절히 포함되어 있는가”를 의미한다.

생명의 조건, 산소 O2

대기 중에 21%의 산소가 있기에 인간은 생명을 유지할 수 있다. 하지만 현대인들은 저산소 공간이라는 위험에 노출되어 있다. 일반적으로 대기 속의 산소 농도는 21%, 출퇴근 시간 지하철의 산소 농도는 19.4%, 찜질방 내부는 18.5%, 밀폐된 자동차 내부는 18%로 보고되고 있다. 모두 저산소증의 증세가 나타날 수 있고, 심각한 경우엔 사망에 이를 수 있을 정도로 낮은 농도다.

밀폐된 방의 산소농도는 시간당 0.1%가 감소하는 반면 이산화탄소의 농도는 10배 이상 증가해 5,000ppm까지 올라갔다. 환경기준으로 이산화탄소의 농도가 1,000ppm이면 환기를 시켜줘야 하는데, 5,000ppm이라는 것은 한마디로 탄소가스통 안에서 자고 있다는 말이다. 문제는 이러한 저산소 공간이 우리 주변에 수없이 많고, 언제든 그 곳에 있어야 한다는 의미이다.

만병의 근원, 산소 부족

산소 부족은 두통이나 무기력증과 같은 증상부터 천식, 뇌졸중, 심장병, 동맥경화와 같은 심각한 질병까지 야기할 수 있다. 1931년 노벨 의학상을 수상한 독일의 ‘오토 바르부르크’는 암의 발생이 산소 부족에서 온다고 하는 ‘산소 부족설’을 주장했다. 암은 산소가 부족한 세포에 증식한다는 것이다. Hederson과 Haggard의 연구에 따르면 산소 농도가 19.5%일 때부터 집중력 저하, 구토, 두통과 같은 저산소증의 증세가 나타난다고 한다.

측정결과, 지하철 내부의 산소농도는 19.4%, 지하철 터널 내 산소농도는 19.9%였다. 지하철 역무원을 대상으로 실시한 설문조사에서는 절반 이상의 역무원들이 무기력증과 두통이라는 저산소증의 초기증세를 호소하고 있었고 85%의 역무원들이 그 원인으로 유해환경과 산소 부족을 꼽았다.

1%의 차이가 주는 영향

연구진이 측정한 바에 따르면 강원도 산간지역의 산소 농도는 21%, 서울시의 산소농도는 20.5%였다. 두 지역의 농도 차이는 겨우 0.5%, 하지만 두 곳에서 느끼는 쾌적감은 엄청난 차이가 난다.

0.5%라는 차이도 몸으로 느낄 수 있는데, 외부에 비해 2% 산소를 적게 마신 피험자는 자신의 이름도 쓰지 못하는 반면 농도 30%의 산소를 마신 피험자는 뇌 활동이 증가해 지각능력과 언어 과제 수행능력이 향상되었다고 한다. 산소 농도의 차이가 인간의 능력에까지 영향을 미치는 것이다.

산소의 힘

산소 부족에 장기간 노출될 경우 천식, 뇌졸중, 심장병, 동맥경화 같은 심각한 질병까지 낳을 수 있다. 일상생활에 필요한 산소농도는 어느 정도가 되어야 적당 할까, 일반적으로 대기 속의 산소농도는 21% 수준으로 사람들이 쾌적한 일상생활을 해나가는 데 아무런 문제가 없다. 그러나 산소농도가 0.5%에서 1% 차이가 난다는 것은 얼핏 보기엔 대수롭지 않게 여길 수 있는 수치지만 인체가 느끼는 쾌적감의 차이는 엄청나다.

산소농도가 0.5%에서 1% 차이가 난다는 것은 거꾸로 이산화탄소의 농도가 수천ppm씩 증가한다는 것을 의미하기 때문에 무력감과 두통, 두뇌활동 둔화 현상이 나타난다.

일상생활에서 산소농도가 낮은 저산소에 노출되는 것을 막기 위해선 어떻게 하는 것이 바람직할까, 우선 일상생활에서 아파트와 주택의 경우 자주 환기를 시켜 주고 저녁에 잘 때도 문을 꽉 닫아놓기보다 창문을 조금 열어 실내 산소농도가 낮아지는 것을 방지하는 노력이 필요하다.

또 차량운전을 할 때도 자주 창문을 열어 환기를 시켜 준다든지 창문을 조금 열고 운행하는 습관을 들이도록 하는 것이 좋다. 그리고 주말이나 휴일을 이용, 숲이 많은 공원이나 수목원, 나무가 빼곡한 자연휴양림을 찾아 청정지역의 나무들이 배출하는 산소를 마음껏 들이켜는 것을 빼놓을 수 없다. 숲이나 산은 나무들의 활발한 광합성 작용으로 도심에서보다 산소농도가 1% 이상 높아 산소효과를 그대로 맛보게 해주는 산소공장이다.

오염된 공기 장기간 호흡 때 동맥경화

매연을 포함한 오염된 공기를 장기간 호흡하면 동맥경화에 걸릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국의 의학전문 통신인 헬스데이 뉴스는 LA에 거주하는 남녀 800명에 대한 실험결과를 인용해, 오염된 공기를 많이 호흡할수록 뇌에 혈액을 공급하는 경동맥 내막이 더 두꺼워진다고 보도 했다.

헬스데이 뉴스는 또 여성이 남성보다 동맥경화에 걸릴 가능성이 높고, 특히 비흡연자와 콜레스토롤 강화제 복용자도 동맥경화에 취약한 것으로 밝혀 졌다고 전했다.

두뇌를 많이 사용하는 지식 노동자의 경우 산소사용량이 상대적으로 많아 산소농도를 높여 뇌의 피로를 회복 시켜줘야 하고 산소는 탈취효과가 있어 냄새 제거에도 효과적이다.

산소농도가 인체에 미치는 영향

 

65-85%

격렬한 운동 후에 피로회복 효과 큼(단시간), 산소중독 가능성 있음(장시간)

50-60%

운동능력이 최대가 되는 농도(단시간)

35-50%

가벼운 운동후의 피로회복 효과 큼(단시간), 산소중독 가능성 없음(장시간)

21-23%

산소농도증가에 따른 운동능력증가 (산소 30%농도로 운동능력 10%상승)

20.90%

대기의 표준산소농도

20.50%

건축기준법에 의한 환기량의 기준치

19-20%

불완전 연소에 의한 CO급증, 답답함

18%

노동안전위생 기준최저치, 가스렌지 불 꺼짐, 약간의 두통

15-16%

현기증증상, 호흡수증가

13-15%

전열기구의 불이 꺼진다

12%

단시간 위험

7%

사망

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  • 다음 호에서는 실내 산소환경에 대하여 간단히 짚어보고 다음 호에서는 IoT를 활용 문제 해결방안을 살펴 볼 것입니다. 디트독자님께서도 IoT가 아니더라도 해결방안이나 아이디어가 있다면 메일로 제안해 주시기 바랍니다.(아래 메일 참조)
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