[투데이에너지 조대인 기자]일산화탄소인 CO는 산소 대신 헤모글로빈과 결합하고 산소가 체내에 공급되지 못하면서 산소 결핍을 유발하며 사망에 이르게까지 할 수 있다.
코로나19로 인해 사회적 거리두기가 강화되면서 텐트, 차량 등을 이용한 캠핑 인구가 크게 증가함에 따라 캠핑 중 가스기기 사용에 따른 이산화탄소 사고에 대한 원인 규명과 대책 마련 필요성이 높아졌다.
이에 가스안전공사는 연평균 7건에 이르는 이산화탄소 중독사고가 지속적으로 발생함에 따라 근본적인 CO 중독사고 매커니즘을 분석하고 유사 사고 예방을 위해 실증 실험을 실시했다.
가스안전공사가 실시한 텐트 차량 등을 이용한 캠핑 CO중독사고 실증실험 결과를 바탕으로 원인과 대책을 조명해 보기로 한다.
△밸브개방(가스 소모량)에 따른 CO농도 변화
밸브 개방 정도, 즉 가스소모량에 따른 10개의 환경에서 실험을 진행한 결과 약 1/3 밸브개방 시 약 50분 경과 후부터 급격히 CO농도가 상승했으며 약 60분 경과된 후 CO농도는 1,600ppm을 돌파했고 이후 약 150분경에는 1만ppm에 도달했다.
그 외 나머지 케이스 들은 약 50분 전에 모두 1,600ppm에 도달하지 못했거나 자연 소화됐다.
CO발생은 공간 내 산소농도와 관련이 있으며 산소농도 감소에 따라 CO발생은 완만한 증가→급격한 증가→최고점 도달→급격한 감소의 패턴을 형성했다.
밸브개방 정도가 적으면 급격한 증가, 최고점 도달 패턴이 높은 값으로 형성됐다.
약 1/3밸브 개방시 CO발생 패턴의 급격한 증가와 최고점 도달에 해당되는 산소범위는 약 14~15%가 약 60분 이후 지속돼 가스소모량이 크면 주변 산소만 급격히 소모하고 산소부족으로 자연소화된 반면 가스소모량이 적을수록 CO를 생성하면서 공간 내 모든 산소를 천천히 소비하는 것으로 나타났다.
결국 제한된 공간 내에서 밸브를 조금 개방할수록 불완전연소 상태에서 지속적으로 산소를 조금씩 소모하기 때문에 위험농도까지 CO가 발생될 수 있다.
△차량 내부 크기(부피) 따른 CO농도 변화
차량 공간이 4.4m³， 5,9m³，6.8m³인 세종류 차량에서 외기를 차단한 후 실험을 진행하는 등 차량내부 크기에 따른 CO발생량을 비교한 결과 내부공간(부피)가 적을수록 CO발생량과 발생 속도가 상승한 것으로 나타났다.
내부공간의 부피가 크면 CO농도 발생량이 급격한 증가와 최고점 도달 패턴에 도달할 정도까지 산소농도가 감소하지 않았다.
즉 제한된 공간의 크기가 작을수록 소모할 수 있는 산소량이 적기 때문에 위험농도 발생 구간까지 빠르게 산소가 소모되면서 CO발생 속도와 발생량이 증가할 수 있다는 얘기다.
△사용환경(차량, 텐트) 따른 CO농도 변화
연료소모량(0.83~0.86g/m)과 내부공간 크기가 유사한 조건에서 차량(3.47m³, 외기차단)과 텐트(3.29m3)의 CO농도 발생 차이를 비교한 결과 차량보다 텐트에서 CO발생량이 많으며 발생속도도 높은 것으로 나타났다.
텐트는 차량에 비해 초기 산소 감소속도가 매우 급격하며 이로 인해 CO가 급격히 발생하는 산소농도 15%이하 구간에 빠르게 진입했으며 이후 텐트는 산소농도 약 14.5%를 유지하며 CO를 장기적으로 방출했다.
△실내 습도 조건 따른 CO농도 변화
텐트 내 실내 습도 30%, 50%, 80%에 대한 CO발생량을 비교한 결과 실내 습도가 높을수록 CO발생 속도가 다소 증가하는 경향이 있었다.
실내 습도 30% 조건에서 약 140분 경과 후 위험농도 1600ppm에 도달한 반면 80%조건에서는 약 30분 빠른 110분에 위험농도가 도달했다.
결국 실내습도가 높을수록 산소소모 속도가 빨라지고 CO발생량이 다소 증가하는 경향이 있지만 큰 차이가 발견되지는 않았다.
가스안전공사는 이같은 실증실험 결과를 토대로 캠핑 환경 내 CO중독 위험성을 안내할 예정이다.
캠핑용 텐트 및 차량 내 CO발생 실증 현장을 촬영하고 인터뷰 등을 통한 실감나는 현장내용 홍보를 추진해 나갈 방침이다.
또한 캠핑용 가스기기 등에 대한 CO발생 안전장치 설치 방안 검토해 나갈 계획이다.
CO농도의 위험은 산소농도에 종속되기 때문에 산소 농도 모니터링을 통해 CO발생의 위험을 예측할 수 있으며 가스기기에 산소농도 감지 및 장치 장착 등을 검토할 예정이다.
이와 함께 CO발생 매커니즘 규명에 따른 추가적인 안전대책 마련도 추진할 계획이다.
연소기 설계시 사용 연소소모량에 따른 CO발생 지점을 검토하고 CO발생 위험이 높은 밸브 조절범위(연료소모량 범위)를 검토하며 겨울철 밀폐된 텐트 내 연소기 사용 금지에 대한 검토가 필요할 것으로 예상했다.