가스안전공사, 캠핑 중 일산화탄소 중독사고 실증실험 결과
[에너지데일리 조남준 기자] 캠핑 중 일산화탄소 중독사고 실증실험 결과 CO(일산화탄소)가 매우 급격하게 발생하는 산소농도 구간이 존재한다는 것이 규명됐다. 특히 밀폐된 공간에서 가스기기 밸브를 조금만 개방하거나 사용 공간(부피) 크기가 작을수록 일산화탄소(CO) 중독사고 위험이 커지는 것으로 밝혀졌다. 이는 한국가스안전공사(사장 임해종)가 최근 빈번히 발생하고 있는 캠핑 중 일산화탄소 중독 사고에 대해 지난 18일 에너지안전실증연구센터(강원도 영월 소재)에서 진행한 실험실증을 통해 사고 발생 메커니즘을 분석한 결과다. 분석에 따르면 차량이나 텐트의 크기가 작을 때 일산화탄소 발생량이 빠르게 증가했고, 실내 습도가 높을 때 발생 속도가 빨라지는 것으로 조사됐다. CO는 산소 대신 헤모글로빈과 결합하고 산소가 체내에 공급되지 못하면서 산소결핍을 유발하며 사망까지 이르게 할 수 있다는 점에서 각별한 주의가 요구되고 있다.
■ 가스소모량(밸브개방 정도)에 따른 CO농도 변화
실험은 텐트에서의 밸브 개방 정도, 차량내부 CO농도 변화, 실내 습도 조건에 따른 CO농도 변화 등에 진행됐다. 우선 텐트에서 10개 가스소모량(밸브개방정도) 선정 후 실험을 진행한 결과 약 1/3 밸브개방 시 약 60분 경과 후 CO농도가 1,600ppm을 돌파했으며 이후 약 150분경에는 1만ppm에 도달했다. 그 외 나머지 케이스 들은 1600ppm에 도달하지 못했거나 자연 소화됐다.
약 1/3 밸브 개방시 약 50분 경과 후부터 급격하게 CO농도가 상승했고, 그 외 나머지 케이스 들은 약 50분 전에 모두 자연소화됐다.
이에 따른 분석 결과 CO발생은 공간 내 산소농도와 관련이 있으며 산소농도 감소에 따라 CO발생은 완만한 증가→급격한 증가→최고점 도달→급격한 감소의 패턴을 형성했다. 특히 밸브개방 정도가 적으면 급격한 증가, 최고점 도달 패턴이 높은 값으로 형성됐다.
약 1/3밸브 개방시 CO발생 패턴의 급격한 증가와 최고점 도달에 해당되는 산소범위 약 14~15%가 약 60분 이후 지속됐다.
또한 가스소모량이 크면 주변 산소만 급격히 소모하고 산소부족으로 자연 소화됐다. 가스소모량이 적으면 CO를 생성하면서 공간 내 모든 산소를 천천히 소비하는 것으로 나타났다.
따라서 제한된 공간 내에서 밸브를 조금 개방할수록 불완전연소 상태에서 지속적으로 산소를 조금씩 소모하기 때문에 위험농도까지 CO가 발생될 수 있다는 결과가 도출됐다.
■ 차량내부 크기(부피)에 따른 CO농도 변화
내부공간 크기가 다른 3종류 차량에서 외기 차단 후 실험을 진행했다. 실험진행결과 차량내부 크기에 따른 CO발생량 비교 결과 내부공간(부피)가 적을수록 CO발생량과 발생 속도가 상승했다.
이에 따른 분석결과 내부공간의 부피가 크면면 CO농도 발생량이 급격한 증가와 최고점 도달 패턴에 도달할 정도까지 산소농도가 감소하지 않는것으로 나타났다.
결론적으로 제한된 공간의 크기가 작을수록 소모할 수 있는 산소량이 적기 때문에 위험농도 발생 구간까지 빠르게 산소가 소모되면서 CO발생 속도와 발생량이 증가할 수 있다는 분석이다.
■사용환경(차량, 텐트)에 따른 CO농도 변화
실험 세부 조건은 연료소모량(0.83~0.86g/m)과 내부공간 크기가 유사한 조건에서 차량(3.47m3, 외기차단)과 텐트(3.29m3)의 CO농도 발생 차이를 비교했다.
실험 진행 결과 차량보다 텐트의 경우 CO발생량이 많으며 발생속도도 높은 것으로 나타났다.
분석 결과에 따르면 텐트는 차량에 비해 초기 산소 감소속도가 매우 급격하며 이로 인해 CO가 급격히 발생하는 산소농도 15%이하 구간에 빠르게 진입했다. 이후, 텐트는 산소농도 약 14.5%를 유지하며 CO를 장기적으로 방출하는 것으로 나타났다.
따라서 텐트 환경에서는 초기 산소소비 속도가 빠르지만 낮은 밀폐성으로 인해 지속적으로 산소를 공급받기 때문에 차량보다 장시간 CO를 발생시킬 수 있다는 분석이다.
■ 실내 습도 조건에 따른 CO농도 변화
텐트 내 실내 습도 30%, 50%, 80%에 대한 CO발생량도 비교했다. 실험 진행 결과 실내 습도가 높을수록 CO발생 속도가 다소 증가하는 경향이 있는 것으로 조사됐다. 또한 실내 습도 30% 조건에서 약 140분 경과 후 위험농도 1600ppm에 도달한 방면 80%조건에서는 약 30분 빠른 110분에 위험농도에 도달했다.
이에 따라 실내습도가 높을수록 산소소모 속도가 빨라지고 CO발생량이 다소 증가하는 경향이 있지만 큰 차이가 발견되지는 않는 것으로 나타났다.
따라서 실내습도가 높을수록 산소소모 속도가 빠라지기 때문에 CO발생 속도 또한 다소 증가할 수 있지만 실내습도 차이에 따른 CO발생은 전반적으로 큰 차이가 발견되지 않았다는 분석이다.
■ 결론… 밀폐 공간 가스기기 사용시 CO농도 급증
캠핑 중 일산화탄소 중독 사고는 주로 밀폐된 차량이나 텐트 내에서 가스난로, 휴대용가스레인지 등의 가스기기를 사용하면서 발생하는 것으로 나타났다.
특히 일산화탄소는 산소가 부족한 환경에서 불완전연소로 인해 발생하는데 밀폐된 차량이나 텐트에서 가스기기를 사용하면 산소가 빠르게 감소돼 일산화탄소 발생량이 급격히 증가하는 것으로 분석됐다.
실험 진행결과 차량은 최대 6000ppm, 텐트는 최대 1만6000ppm까지 CO농도가 증가했다. 6000ppm은 10~15분 내 사망, 1만6000ppm은 1분 이내 사망할 수 있는 매우 위험한 농도이다.
또한 밀폐된 공간에서 가스기기의 밸브를 조금만 개방하거나 사용공간(부피) 크기가 작을수록 일산화탄소를 급격히 발생하는 산소농도까지 쉽게 떨어지는 것으로 밝혀졌다.
특히 제한된 공간 내에서 밸브를 조금 개방할수록 불완전연소 상태에서 지속적으로 산소를 조금씩 소모하기 때문에 위험농도까지 CO가 발생될 수 있는 것으로 분석됐다.
또한 텐트 환경에서는 초기 산소소비 속도가 빠르지만 낮은 밀폐성으로 인해 지속적으로 산소를 공급받기 때문에 차량보다 장시간 CO를 발생시킬 수 있는 것으로 나타났다.
따라서 캠핑이나 차박 환경에서 가스기기 사용으로 인한 일산화탄소 중독사고를 예방하기 위해서는 환기를 자주 하는 것이 매우 중요하다는 조언이다. 특히 수면을 취할 때는 반드시 출입구를 충분히 개방하고 어지럼증이나 두통이 있으면 재빨리 텐트나 차량에서 나와야 한다.
이문호 가스안전공사 재난안전처장은 “일산화탄소는 무색, 무취, 무자극이기 때문에 중독되기 전까지는 누출 여부를 인체가 감지할 수가 없다”며 “일산화탄소는 매우 치명적인 가스임을 항상 인지해야 한다.”라고 강조했다.
이 처장은 이어 “가스난로 사용 시 온도조절이나 연료 절감의 이유로 밸브를 절반 이하로 개방하면 일산화탄소 중독 위험에 노출되기 쉽다”며 “차박이나 캠핑시에 가스난로의 밸브는 절반 이상 개방하고 환기구를 충분히 확보해야 한다”고 당부했다.
■ 캠핑용 가스기기 CO발생 안전장치 설치 검토
한국가스안전공사는 캠핑 환경 내 CO중독 위험성을 적극 홍보하고, 캠핑용 가스기기 등에 대한 CO발생 안전장치 설치 방안을 검토한다는 계획이다.
또한 CO농도의 위험은 산소농도에 종속되기 때문에 산소 농도 모니터링을 통해 CO발생의 위험을 예측할 수 있는 만큼 가스 기기에 산소농도 감지 및 장치 장착 등도 검토한다.
또한 CO발생 매커니즘 규명에 따른 추가적인 안전대책으로 연소기 설계시 사용 연소소모량에 따른 CO발생 지점 검토, CO발생 위험이 높은 밸브 조절범위(연료소모량 범위) 검토, 겨울철 밀폐된 텐트 내 연소기 사용 금지에 대한 검토 등을 추진한다는 계획이다.
