질소는 왜 가장 위험한 가스일 수 있을까?
냄새도 없고, 독성도 없는데 사람을 가장 조용히 위험하게 만드는 가스

실험실 안전교육을 하다 보면 반드시 등장하는 질문이 있습니다.

연구원

"질소는 안전한 가스 아닌가요?"

"독성이 없잖아요."

"공기 중에도 있는 성분인데요?"

사실 틀린 말은 아닙니다.

공기의 약 78%는 질소입니다.

독성도 없습니다.

냄새도 없습니다.

색깔도 없습니다.

인화성도 없습니다.

폭발성도 없습니다.

그래서 많은 사람들이 이렇게 생각합니다.

"질소는 안전하다."

그런데 놀랍게도 전 세계 연구실과 산업현장에서 발생하는 가스 관련 사망사고 중 상당수는 질소와 관련되어 있습니다.

도대체 왜 그럴까요?

가장 위험한 가스는 냄새가 없습니다

한번 상상해 보겠습니다.

만약 염소가스가 누출된다면 어떻게 될까요?

냄새가 납니다.

눈이 따갑습니다.

기침이 나옵니다.

사람들은 즉시 이상을 느낍니다.

암모니아도 마찬가지입니다.

강한 냄새가 납니다.

누출 사실을 바로 알 수 있습니다.

그런데 질소는 다릅니다.

냄새가 없습니다.

색깔도 없습니다.

소리도 없습니다.

몸이 이상하다는 신호도 거의 없습니다.

사람은 자신이 위험하다는 사실조차 모른 채 위험에 노출될 수 있습니다.

질소는 사람을 죽이는 것이 아니라 산소를 빼앗습니다

연구원

"질소가 독성이 없는데 어떻게 위험한 거죠?"

좋은 질문입니다.

질소는 독성이 없습니다.

하지만 산소를 밀어냅니다.

쉽게 말하면 질소는 사람을 공격하지 않습니다.

대신 사람이 숨 쉬어야 할 산소를 빼앗아 버립니다.

예를 들어

정상 공기

산소 20.9%

질소 약 78%

입니다.

그런데 밀폐된 공간에서 질소가 누출되면

산소 농도가 점점 떨어집니다.

20%

18%

16%

14%

10%

...

문제는 사람이 생각보다 늦게 이를 인식한다는 것입니다.

실제 사고 사례

해외 연구기관에서 실제 발생한 사고입니다.

한 연구원이 액체질소 저장탱크를 점검하기 위해 작은 장비실에 들어갔습니다.

그 전날 질소 배관에서 미세한 누출이 발생하고 있었습니다.

하지만 아무도 몰랐습니다.

냄새도 없었고,

경고음도 없었고,

이상 징후도 없었기 때문입니다.

연구원은 장비실에 들어간 지 몇 분 만에 의식을 잃었습니다.

동료가 발견했을 때는 이미 늦은 상태였습니다.

조사 결과

원인은 질소 누출.

사인은 산소결핍.

질소 자체가 아니라 산소 부족이었습니다.

더 무서운 이유

질소 질식은 생각보다 빠르게 진행됩니다.

연구원

"숨쉬기 힘들면 나오면 되는 거 아닌가요?"

문제는 그 전에 판단력이 떨어진다는 것입니다.

산소농도 16% 이하

↓

집중력 저하

↓

판단력 저하

↓

어지러움

↓

반응속도 감소

↓

의식 상실

실제로는 위험하다는 것을 인지하기도 전에 대응 능력을 잃는 경우가 많습니다.

액체질소는 더 위험합니다

많은 연구실에서 액체질소(LN₂)를 사용합니다.

세포보관

생물시료 보관

초저온 냉각

반도체 연구

분석장비 냉각

등 다양한 용도로 사용됩니다.

그런데 액체질소 1L가 기화하면 얼마나 될까요?

약 700L 이상의 질소가스가 됩니다.

즉,

20L 액체질소 통 하나가 기화하면

14,000L 이상의 질소가스가 발생할 수 있습니다.

작은 실험실에서는 매우 큰 양입니다.

실제 사례

한 대학 연구실.

액체질소 보관용 듀어(Dewar)를 사용하고 있었습니다.

연구원

"하루 종일 사용하니까 문 닫고 보관해도 되겠죠?"

문제는 환기였습니다.

며칠 후 산소농도 경보기가 울렸습니다.

확인 결과 액체질소 자연기화로 인해 산소농도가 감소하고 있었습니다.

다행히 사고는 없었습니다.

하지만 경보기가 없었다면 결과는 달라질 수 있었습니다.

연구원들이 가장 많이 하는 실수

1. 질소는 안전하다고 생각한다

가장 흔한 오해입니다.

질소는 독성이 없지만 질식 위험이 있습니다.

2. 환기를 무시한다

"잠깐 사용하는 건데요."

사고는 잠깐 사이에 발생합니다.

3. 가스감지기가 없다

질소는 냄새가 없습니다.

사람의 감각으로는 감지할 수 없습니다.

그래서 산소농도 감지기가 필요합니다.

4. 밀폐공간을 과소평가한다

장비실

가스실

지하공간

저장실

은 위험성이 더 높습니다.

대한민국 연구실에서 꼭 확인해야 할 사항

질소를 사용하는 연구실이라면 다음 사항을 점검해야 합니다.

□ 산소농도 감지기 설치

□ 충분한 환기 설비

□ 가스실린더 고정

□ 액체질소 저장 공간 환기

□ 가스배관 정기 점검

□ 비상대응 절차 수립

□ 연구원 안전교육 실시

LQS가 질소를 볼 때 가장 먼저 확인하는 것

실험실 구축 상담을 할 때

우리는 질소 사용량보다 먼저 환기를 봅니다.

질소 저장량보다 먼저 공간 크기를 봅니다.

가스실린더보다 먼저 산소농도 감지기를 봅니다.

왜냐하면 질소의 위험은 가스 자체가 아니라 환경에서 발생하기 때문입니다.

가장 위험한 가스는 가장 평범한 가스일 수 있습니다

염산은 위험해 보입니다.

황산도 위험해 보입니다.

염소가스도 위험해 보입니다.

그래서 사람들은 조심합니다.

하지만 질소는 너무 익숙합니다.

너무 평범합니다.

그래서 더 방심하게 됩니다.

실험실 안전에서 가장 위험한 것은 위험한 물질이 아닙니다.

위험하지 않다고 생각하는 물질입니다.

오늘 여러분의 연구실에 질소 실린더가 있다면 한번 둘러보십시오.

산소농도 감지기는 있습니까?

환기는 충분합니까?

비상대응 절차는 준비되어 있습니까?

질소는 독성이 없습니다.

하지만 그것이 안전하다는 뜻은 아닙니다.

실험실에서 가장 조용한 가스가 때로는 가장 위험한 가스가 될 수 있습니다.