[특별안전보건교육] 34. 밀폐공간에서의 작업

[특별안전보건교육]

▶ 34. 밀폐공간에서의 작업
○ 산소농도 측정 및 작업환경에 관한 사항
○ 사고 시의 응급처치 및 비상 시 구출에 관한 사항
○ 보호구 착용 및 사용방법에 관한 사항
○ 밀폐공간작업의 안전작업방법에 관한 사항
○ 그 밖에 안전·보건관리에 필요한 사항

▶ 채용시 안전보건교육과 특별안전보건교육 공통사항
○ 기계·기구의 위험성과 작업의 순서 및 동선에 관한 사항
○ 작업 개시 전 점검에 관한 사항
○ 정리정돈 및 청소에 관한 사항
○ 사고 발생 시 긴급조치에 관한 사항
○ 산업보건 및 직업병 예방에 관한 사항
○ 물질안전보건자료에 관한 사항
○ 「산업안전보건법」 및 일반관리에 관한 사항
☞ 해당 근로자가 특별안전보건교육 대상이면, 채용시 안전보건교육은 별도로 실시하지 않아도 됩니다.


▶ 밀폐공간 질식재해 예방
(1) 최근 10년동안 질식재해 140건 발생, 사망 178명, 부상 97명
    - 질식재해 1건당 평균 1.27명 사망 (사업주 사망 6명 제외)
 연간 평균 약 18명이 산소결핍 (40%)또는 유해가스(60%)로 사망
 최근 5년간 발생한 질식재해 69건 중 도급작업 55건으로 약 80% 점유
 특징 : 재해발생건수에 비해 사망자수가 많음, 사망자의 40% 이상이 부적합한 보호구 착용
(2) 6개월 미만이 39명(47.6%), 1년 이상 2년 미만이 13명(15.9%), 2년 이상 5년 미만이 10명(12.2%) 순으로 나타났으며 근속기간이 1년 미만이 45명으로 전체 54.,9%를 차지 하고 있음
(3) 질식재해 1건당 평균 0.67명 사망(우리나라는 1.27명), 연평균 17.8명 사망
    - ‘02년을 제외하고 재해발생건수에 비해 사망자수가 적은 것이 특징

▶ 질식재해 발생 특징
(1) 다른 사고보다 사망으로 이어질 가능성이 매우 높다.
(2) 일반 사고성 재해의 사망률 : 1.3%, 질식재해의 사망률 : 50.8%
(질식사고는 재해자의 절반이상 사망할 정도의 위험한 재해임)
(3) 사고발생시 2명 이상이 동시에 사망할 가능성이 높다.
   ☞ 한명의 근로자가 쓰러지면 적절한 보호장비 없이 밀폐공간으로 들어가다 구조자도 함께 
사망하는 경우가 다수 발생
(4) 계절적으로 큰 차이 없이 수시로 발생한다. 다만 일부 작업의 경우 특정시기에 집중발생
   - 겨울철 : 콘크리트 양생작업, - 여름철 : 축산분뇨 처리작업, 맨홀작업, 오폐수처리시설 보수
작업 등
(5) 건설업과 제조업에서 다발
   - 건설업 : 콘크리트 양생작업, 방수도장 등, - 제조업 : 탱크 내부에서 용접, 청소, 보수작업 등
(6) 밀폐공간에서 산소결핍 상태로 들어가게 되면 그냥 답답하다 이걸 느끼는게 아니라
    바로 즉사하게 됩니다. 이게 독극물 보다 더 위험합니다.
 
▶ 산소결핍의 원인 및 건강장해

지하실, 탱크, 선창, 암거, 하수도, 기초갱, 기타 외부로부터 격리되거나 통풍이 나쁜 장소에서는 산소결핍이 생길 위험이 있으며 이런 장소가 산소결핍이 되는 것은
③ 공기중 산소의 소비
② 산소 함유량이 적은 공기의 분출
③ 공기 이외의 기체 (메탄, 질소, 이산화탄소, 프레온의 누출 등)에 의한 치환이 원인이 된다. 실제의 사고에서는 이들의 원인이 서로 관련되어 일어나는 경우가 많다. 그중에서 ③의 분출시에는 비록 통풍이 좋은 옥외에서도 조건에 따라 산소결핍을 일으킬 수 있다.

1-1 가스의 위험한 성질

가. 보이지 않는 위험

일반적으로 눈에 보이지 않는 위험물에 대한 경계심은 약하다. 예로써 X-선이나 병원균, 전기 등에 의해 방사선장해, 발병, 감전 등의 사고를 당하기 쉽다. 산소결핍공기, 일산화탄소, LP가스, 수소 등의 가스도 마찬가지로 보이지 않아 질식, 중독, 폭발 등의 사고가 다발하고 있다. 그러나 산소결핍공기가 물처럼 볼 수 있다면 위험을 감지할 수 있어 사고의 발생은 많이 감소될 것이다.

나. 누설이 쉽다.

수도의 누수는 눈에 보이므로 발견이 용이하나 질소, 이산화탄소, 프레온 등이 배관 밸브 등으로부터 누설되어도 소음으로 가득찬 공장이나 선박내에서는 발견이 어렵다. 어욱이 가스의 밸브는 사용중 밸브 몸체에 녹이 스는 경우에도 부식되어 누설될 우려가 있다.
그러므로 가스를 안전하게 취급하기 위해서는 밸브를 이중으로 2개씩 설치하거나 수리시는 밸브 플랜지에 맹판을 끼우는 것이 상식으로 되어있다.

다. 가스는 무겁다.

일반적으로 가스는 가벼워서 탱크나 사일로의 맨홀을 열면 내부의 가스가 자연히 밖으로 배출되는 것으로 알려지고 있다. 그러나 표 1-1에 의하면 수소나 메탄을 제외한 대부분의 가스는 비중이 공기와 같거나 공기보다 크다. 특히 통풍이 나쁜 장소에도 무거운 가스는 자연확산을 기대할 수 없다. 더욱이 가스의 온도가 낮고 무거운 것, 따뜻하고 가벼운 것. 드라이아이스로부터 발생된 차가운 이산화탄소는 특히 무겁다.
그러므로 산소농도를 측정할 때에는 농도의 분포를 고려하여 우물처럼 위험한 곳에서는 상ㆍ중ㆍ하로 측정위치를 변화시켜야 한다.

1-2 공기중 산소의 소비

앞에서 설명한 바와 같이 공기의 조성은 주로 산소와 질소로 되어 있으며 그 비율은 4:1이다.
공기중의 산소를 소비하는 원인은 다음과 같다.
① 물질의 산화
② 미생물의 호흡작용
③ 식물, 곡물, 목재 등의 호흡작용
④ 기 타

가. 물질의 변화

(1) 탱크, 기타 소재의 산화
철재탱크내에 물기가 있거나 장기간 밀폐되면 내벽이 산화되어 생긴 녹이 탱크내의 산소를 감소시키므로 산소결핍상태가 된다. 특히 바닷물과 같이 전해질을 함유한 물체의 경우는 산화의 진행이 빠르다.
내부를 수세한 후 물을 충분히 건조시키지 않고 밀폐하였거나 옥외에 방치된 철제탱크안 등에 들어갔던 근로자가 쓰러진 일이 있었다.
시멘트 공장의 석회석 등의 미분쇄를 행하는 습식 불밀과 같은 밀폐형의 습식분쇄장치에서는 강구의 마찰과 수분에 의한 철의 산화가 촉진되어 내부의 산소가 소비되면서 산소농도가 3% 이하로 저하되어 위험한 상태로 되었던 예도 있다.
선박의 내부나 균형조절탱크는 해수에 의한 철의 산화가 빨라 공기중의 산소량이 빠르게 감소되므로 그 내부의 청소작업을 행하는 조선소의 근로자가 산소결핍증을 일으킨 예가 있다.
일반적으로 지하에 매장되어 있는 광물질에는 황화철을 비롯한 환원 상태에 제1철 화합물이 많이 함유되어 있는데 이들 환원상태의 물질은 공기와 접촉할 때 수분이 존재하면 쉽게 산화하여 산호를 흡수한다.
금속광산이나 탄광갱도의 암석표면과 틈새에 존재하는 환원상태의 물질이 갱도내 산소를 흡수하여 저산소환경을 만드는 일도 있다.

<발생장소>
강재(鋼材)의 보일러, 반응탑, 압력용기, 가스홀더, 반응기, 추출기, 분리기, 열교환기, 선창, 선박의 이중저(二重低) 등의 내부 

(2) 저장 또는 운반중 물질의 산화
석탄, 강재, 고철 등은 상온에서도 공기중의 산소를 소비하여 산화ㆍ발열되어 녹을 발생한다. 그러므로 이들 물질을 저장하거나 운반하는 탱크, 선창, 유개화차의 내부 등은 산소결핍상태가 될 우려가 있다.

<발생장소>
탱크, 선창, 호퍼, 사일로, 유개화차(有蓋貨車) 등의 내부

(3) 건성유
아마유, 보일(boil)유 등의 도료용 건성유는 건조ㆍ경화될 때까지 다량의 산소를 유성분(油成分)분자 내에 포집하여 결합하여 동시에 일산화탄소와 알데히드를 방출함으로써 저산소상태를 만들고 또한 건성유와 대두유, 유채유와 같은 불포화 지방산을 함유한 식물성 식용유는 공기중의 산소와 결합하여 고화ㆍ변질된다. 따라서 환기가 좋지 않은 탱크, 지하실, 선박내부 등을 건성유가 함유된 도료로 도장하면 주위의 산소농도를 저하시킨다. 또한 식물성 기름을 저장한 탱크내는 질소치환을 하지 않으면 안되므로 산소농도가 저하될 우려가 있다.

<발생장소>
건성유를 사용하여 도장한 통풍이 나쁜 장소, 식물성 식용유 저장탱크 등의 내부

나. 미생물의 호흡작용

지상에는 여러 종류의 미생물이 다수 생존하고 있으며 주위의 물질을 화학적으로 변화시키는 강한 능력을 가지고 있다.
예로써 산소의 소비량을 비교하여 보면 생체 1kg (수분을 제외)이 섭씨 30도 부근에서 1시간에 소비하는 산소량은 표 1-2에서 보는 바와 같이 사람의 몇배로부터 최고 600배의 산소를 소모시키는 것도있다.
이와 같은 강한 능력을 사람들이 이용하여 발효식품, 의약(페니실린, 스트렙토마이신 등)의 제조와 폐기물처리(하수, 분뇨, 매립)를 하고 있다. 그러나 이같은 산소소비능력은 밀폐공간내에 들어가는 작업자에 대해 산소결핍증이나 조건에 따라서 황화수소중독을 발생시킨다. 또한 고온다습한 계절에는 곡물, 목재 등의 표면에 미생물이 증식하여 동일한 위험을 수반하기도 한다.

(1) 분뇨, 부니오수, 펄프액, 기타 부패하거나 분해하기 쉬운 물질을 넣었던 탱크 등이나 하수, 오물은 세균의 증식에 따른 산소의 소비로 이산화탄소, 메탄, 황화수소 등의 발생을 동반하고 하수설비나 청소공장의 부엌쓰레기, 핏트(pit)나 오수조, 분료처리장의 오물조내 등에서 장해르 일으킬 예가 적지 않다.
식품공장, 도살장, 어시장, 대형호텔의 주방 등의 하수조, 수세변소 처리조 등의 오수는 미생물의 영양이 되는 성분이 많이 함유되어 있어 산소소비나 이산화탄소, 메탄, 황화수소 등의 발생이 현저하다.
또한 최근 종이, 펄프제조업에 있어서 밀폐된 원료저장조(조성조, 재생조 등)의 내부에 청소, 점검 등을 위해 들어간 근로자가 산소결핍에 의해 사망한 예가 속출하였고 펄프액 (pulp slaggy)이 이상발효하여 산소가 소비되었을 뿐만 아니라 이산화탄소, 메탄, 황화수소 등의 가스도 발생하는 원인이 되었다. 간혹 황화수소는 공기중에 700ppm 정도의 고농도 상태로 존재하는 경우도 있어 급성중독사 (急性中毒死)할 위험이 있다.

<발생장소>
탱크, 선창, 조(槽), 관(管), 암거, 맨홀, 하수구 또는 핏트(pit)의 내부

(2) 해수가 체류하거나 임해화력발전소 등에서 복수기(復水器 : 열교환기의 일종)의 냉각 등에 사용하는 해수를 끌어 들이는 암거(暗渠 : 지하에 낸 도랑)에는 패류(貝類)가 많이 번식하여 흐름을 나쁘게 하므로 해수가 체류라는 것과 같은 상황이 되어 번식했던 패류는 죽어서 부패하기 시작한다. 이때에 암거내부 등에서는 산소결핍이 계속되고 황화 수소도 발생하게 된다.
또한 복수기의 내부에서도 위와 같은 형태의 재해사례가 있다.

<발생장소>
열교환기, 관, 암거, 맨홀, 하수구 또는 핏트의 내부

(3) 케이블, 가스 등의 암거, 맨홀 또는 핏트, 우수(雨水)등이 체류하는 암거, 맨홀내에는 긴 세월에 걸쳐 우수, 하천의 유수(流水) 또는 용수(涌水)가 유입되며 이 속에 함유된 유기물에 의해 부패가 되어 산소소비가 일어난다. 또한 신설중인 맨홀에서도 내부의 공기가 산소결핍 상태가 되는 일이 있으므로 방심해서는 안된다.
이것은 콘크리트형의 목재로부터 콘크리트의 강알칼리 성분에 의해 여러가지의 물질이 녹아나와 지표로부터 유입된 오수가 가해져 맨홀내의 산소는 이산화탄소, 메탄, 황화수소 등이 발생하게 되기 때문이다.
이것은 콘크리트의 응고가 완료될 때까지 비교적 단시간에 일어나며, 형틀을 떼어내기 위해 맨홀내에 들어간 근로자가 사망한 예도 있다. 이 때의 산소농도는 7% 정도였다.

<발생장소>
케이블 또는 가스관용의 암거, 맨홀 또는 핏트의 내부, 우수, 유수 등이 체류했던 암거, 맨홀 또는 핏트의 내부

(4) 미생물 발효탱크나 자연발효의 우려가 있는 탱크 및 발효제품 저장탱크, 청주나 간장의 양조 등에서는 이산화탄소, 기타 가스가 대량 발생하여 탱크내가 산소결핍이 된다. 특히 가열하는 경우에는 배양액으로부터 이산화탄소가 대량 추출되어 급속히 산소결핍이 된다.
항생물질 제조공정의 배양탱크나 발효액 저장탱크도 위험성이 높다. 배양탱크의 발효액에 공기흡입장치로 신선한 공기를 불어넣어 배출시킬 때에도 그 공간은 마찬가지로 산호의 농도가 낮고 이산화탄소의 농도가 높은 생태로 된다.
방부제를 사용하지 않는 청주나 간장 양조공장이나 대량으로 간장을 소비하는 음식점 등에서 빈 탱크의 청소를 위해 들어갈 때에도 환기와 산소농도측정을 태만히 하여 사고를 일으키는 경우가 많다.

<발생장소>
탱크, 항온실(외기를 막고 내부의 온도를 일정하게 만든 구조물)또는 양조조의 내부

다. 식물, 곡물, 목재 등의 호흡작용

채소나 과일과 같은 식물도 사람과 마찬가지로 정상적인 호흡작용을 하고 있으므로 산소가 결핍되면 살 수 없다.
그 한계농도는 종류에 따라 다르나 수 퍼센트 정도로써 그 이하에서 호흡은 억제되고 더욱 감소되면 무호흡에 따른 장애를 일으킨다.
이와 같이 호흡에 필요한 산소나 발생된 이산화탄소의 농도에 따라 채소나 과일의 저장성이 영향을 받는 현상을 이용하여 사과의 환경가스 제어냉장저장법 (CA저장법)이 실용화되고 있다.
또한 바나나는 산소결핍공기에 의해 과열현상(過熱現像 : 황색으로 됨)이 나타나게 되므로 수입된 푸른 바나나는 외기를 막고 내부의 온도를 일정하게 만든 실내(숙성실)에 넣고 산소, 이산화탄소 등의 농도를 제어하는 방법에 의해 숙성관리하고 있다. 또한 녹색잎은 광합성에 의해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출하나 사일로나 탱크내의 녹색잎은 이와 같은 산소의 방출은 없고 반대로 산소를 소비하여 이산화탄소를 방출하는 호흡작용이 이루어지므로 산소결핍상태가 된다.


(1) 식료품 저장고 등
곡물, 야채, 과일류는 저장중에도 호흡작용을 하여 산소를 소비하고 이산화탄소를 발생한다. 저장고 등 환기가 나쁜 장소는 비교적 빠르게 산소결핍상태가 된다.
쌀에 미생물(곰팡이)이 발생하는 경우는 미생물의 호흡작용에서 설명한 바와 같이 산소의 소비는 더한층 많아지게 되는데 이 경우에는 적은 량으로는 충분한 환기가 되지 않는다. 수입된 황변미(黃變米) 창고내에서 쌀을 반출하는 작업이나 벼의 사일로 내에서의 작업시 산소결핍증이 발생할 예가 있다.
바나나를 숙성실에 넣고 가스 또는 전열기로 온도를 올리고 에틸렌과 같은 가스를 넣어서 숙성시킨다. 이 숙성실에서는 산소가 소비되고 이산화탄소가 발생되므로 호흡용 보호구를 착용하지 않고서 숙성도 검사를 위해 들어간 작업자가 산소결핍증을 일으킨 예가 많다.
소나 말의 사료인 야채나 목초를 저장하는 사일로중에서도 산소농도가 낮고 이산화탄소농도가 높게 되며 조건에 따라서는 Nox(질소산화물)를 발생하여 폐포파괴에 의한 폐수종을 초래한다.

<발생장소>
사일로, 아채항온실, 창고, 선창, 핏트의 내부

(2) 목재의 호흡작용
원목이나, 칩(chip, 펄프원료용 나무조각)은 목재의 호흡작용, 미생물에 의한 발효작용 또는 수지의 산화작용 등으로 선박에서 수송중 선창내의 산소를 소비하고 이산화탄소를 현저히 발생시켜 선창내를 산소 결핍상태로 만든다.
이 경우 칩과 같이 표면적이 넓은 것이 산소를 가장 많이 소비하여 위험하게 하고 원목의 경우 소나무, 삼나무, 나왕의 순으로 산소를 소비한다.
예로써 칩의 경우에 있어서 측정위치에 따른 산소농도를 살펴보면 나무조각 위에서 사람이 서서 호흡하는 위치에서는 산소농도가 약 21%가 되어도 나무조각의 상방 20 ~ 30 cm의 위치에서는 10여 퍼센트, 나무조각면에서는 불과 몇 퍼센트 정도로 매우 낮은 농도가 되는 경우가 있으므로 특별히 주의를 요한다.
또한 같은 종류의 목재에서는 벌채후 비교적 싱싱한 생목(生木), 나무껍질이 많이 붙어 있는 것, 가지 또는 남아있는 것들이 산소결핍을 일으키는 율을 높이는 것으로 알려져 있다.

<발생장소>
산창, 호퍼(칩을 저장하고 있는 것) 등의 내부

라. 기타

(1) 각종 탱크나 밀폐된 방
제품의 처리과정에서의 가열,훈증, 감압건조, 냉등 등의 처리용 작은 밀폐실, 냉동고 등에서 작업원의 잘못으로 내부에 갇혀 산소소비에 의해 질식한 예가 적지 않다.
이외 같은 작은 방은 내부의 점검 등을 위해 들어갈 경우에는 문이 잠기지 않도록 조치하거나 내부에서 열 수 있는 구조로 하는 것이 필요하다.
또한 탱크내부의 공기를 감압하여야 하는 화학장치 등에서는 그 내부에 사람이 있을 때 감압하면 산소결핍증이 발생되므로 내부에 사람이 있을 때에는 진공펌프나 감압밸브가 작동되지 않도록 하는 조치가 필요하다.

<발생장소>
냉장실, 냉동실, 항온실, 탱크, 보일러, 압력용기, 반응탑 등의 내부

(2) 지하수의 산소호흡
땅밑을 흐르는 물을 이용하는 수도의 집수조나 수력발전소의 지하취수구 맨홀 및 용수(용수)가 풍부한 지하 터널내에서는 지하수에 용존산소가 적을 때 공기중의 산소를 용해하여 산소결핍이 발생하는 일이 있다. 또한 구릉지대 택지 조성지에 있어서의 배수암거(排水暗渠)내에도 동일한 위험이 있어서 이들의 내부점검이나 청소를 위해 들어갔던 근로자가 희생된 사례가 있다.

<발생장소>
수도의 지하집수지(集水池), 수력발전수의 취수구, 용수(慂水)가 풍부한 지하터널이나 맨홀 등의 내부

(3) 우물
간이수도나 일반 우물에서는 물에의 산소용해, 내부에서 미생물의 호흡, 지질(地質)에 따른 산소흡수, 토사층으로부터의 산소결핍 공기의 유입 등 복잡한 원인에 의한 산소결핍상태에 발생하여 예전부터 많은 질식사고를 일으켰다.

3-3 산소함유량이 적은 공기의 분출

교각이나 용수가 많은 지반에서 건설물의 기초공사, 지하철공사 등에는 잠함공법(潛函工法)이나 압기(壓氣) 실드(shield) 공법이 이용된다.
이러한 공법은 용수를 막기 위해 작업실내에 압축공기를 넣어서 굴삭을 행하며 이러한 굴삭에 따라 지층이 사역층으로 되고 잠함 또는 실드의 작업실내로 들어온 공기는 사역층의 사역 사이로 침업한다. 그리하여 지층중에 대량으로 함유되어 있는 제1철 염류 등의 환원성 물질에 의해 산소소비가 일어나 산소결핍공기로 되어 다시 잠함내로 유입되고, 이것은 부근의 기초갱(基礎坑), 지하실 등으로 유입되어서 그 내부를 산소 결핍상태로 만들며 이것은 다음의 4가지 형태로 분류된다.

(1) 역류(逆流) 사역층내의 사역 사이에 침입한 잠함, 실드 등의 공기는 감압시에 다시 그 내부로 역류한다.

(2) 관류(貫流)
사역층내의 사역 사이에 침입하여 간혹 남아 있던 공기가 이동하여 그 부근의 기초갱, 지하실, 우물 등으로 용출한다.

(3) 층내 매몰공기(埋沒空氣)의 용출
사역층내로 압기공법에 의해 압입(壓入)된 공기가 사역층내의 지하수와 치환되어 이것이 저기압에 팽창하여 용출한다.

<발생장소>
산소를 소비하고 가스를 함유하고 있는 것과 같은 특수한 지층에 접하고 있어 서로 통할 수 있는 우물, 수직갱, 수평갱, 사갱, 수도, 잠함, 핏트, 매우 깊은 기초갱, 실드공법 작업실 등의 내부

3-4 공기 이외의 가스에 의한 치환

산소결핍사고는 예전부터 우물, 맨홀 내에서 다발하였으나 현재는 각종의 가스가 다방면으로 사용되고 있어 공기 이외의 가스에 의한 사고가 증가하고 있다. 사고의 위험이 있는 가스를 위험성에 따라 분류하면 다음과 같다.
① 가연성(可燃性) 가스 : 수소, 메탄, LP가스 등
② 지연성(支燃性) 가스 : 공기, 산소, 일산화탄소 등
③ 불연성(不燃性), 질식성(窒息性), 불활성(不和性) 가스 : 이산화탄소, 질소, 알곤 등
이 분류는 유해성을 나타내는 것은 아니지만 산소가 18% 이상 혼합되면 무해한 질식성 가스로 된다. 특히 불연성 가스가 가연성 가스, 액체의 화재ㆍ폭발예방을 위해 사용되거나 산화되기 쉬운 물질의 산화방지나 과일의 저장 등에 다량으로 사용되고 있으나 공기를 몰아내어 무산소상태를 형성하여 위험을 초래하게 된다는 사실을 잊어서는 안된다.

가. 화재ㆍ폭발예방을 위한 질소 등의 봉입(封入)

가연성 가스나 액체에 의한 화재ㆍ폭발을 예방하는 방법으로 점화원 또는 공기를 제거하는 것이 좋다. 석유화학공장 등에서는 점화원이 되는 적기기기를 방폭형으로 하고 정전기나 충격불꽃 등의 발생을 방지하여 안전성을 높이기 위해 질소로 공기를 치환하는 대책이 실시되고 있다. 또한 가연성 가스나 액체의 배관, 탱크의 신설시나 수리시에는 화기(火氣)를 사용하는 기회도 많아 화재ㆍ폭발의 위험성을 제거하기 위해 내부의 공기나 가연성 가스, 증기를 질소로 치환하는 작업이 시행되고 있다. 그러므로 화재ㆍ폭발예방을 위해서는 산소결핍사고예방에 대한 충분한 고려는 물론, 작업자, 설비 모두에 대한 안전을 확보하는 것이 필요하다.

<발생장소>
질소치환을 실시하는 반응탑, 저장탱크, 배관 등



나. 기타 질소, 이산화탄소 등의 이용

(1) 산화, 흡착, 재용해의 방지
산화하기 쉬운 입자상(粒子狀)이나 미분상(微粉狀)의 화학제품이나 산소를 흡수하는 식물성 기름과 같은 물질은 산화에 의한 변질이나 열화(劣化)를 방지하기 위해 저장공간으로 질소를 봉입한다. 질소를 봉입하여도 이들 물질의 교반시에 산소결핍공기가 방출되는 경우도 있다.
또한 고온ㆍ고압 보일러용수는 부식을 방지하기 위해 용수에 용해되어 있는 산소를 제거하고 저수(貯水) 탱크나 접속부 등의 급수계 공간부도 산소의 재용해를 방지하기 위해 질소를 봉입하는 경우가 있다. 같은 경우로 공기를 차단하기 위한 이산화탄소나 알곤(Ar)을 이용한 반자동이나 전자동 용접법도 환기가 나쁜 장소에서는 산소결핍사고를 일으킬 수 있다.

<발생장소>
질소치환을 실시하는 각종 저장탱크와 그 배관계, 환기가 나쁜 장소에서는 불활성 가스를 이용한 아크용접, 절단작업

(2) 냉각제
드라이아이스나 액체질소는 각종 식품을 급속 냉동시키는데 이용하고, 수송시의 저온이나 신선도 유지를 위해서는 냉동고내에 드라이아이스를 넣거나 액체질소를 직접 살포하게 된다.
기계부품을 액체질소나 드라이아이스를 이용하여 냉각수축하는 방법이 가열에 의한 산화 등의 방지상 유리한 것으로 실용화되고 있다.
최근 플라스틱 성형품의 필요없는 부분의 제거, 플라스틱류의 분쇄 등 종래의 방법에서는 곤란하였던 것에 대하여 액체질소로 냉각하면 능률이 올라가 작업이 용이해진다.

<발생장소>
액체질소나 드라이아이스를 사용하는 냉동고, 컨테이너, 환기나 나쁜 장소에서 액체질소의 저온을 이용한 플라스틱류의 처리작업

(3) 화학반응용
이산화탄소는 물에 용해하면 약산성을 나타낸다. 이 성질을 이용하여 이산화탄소를 선박의 음료수 탱크의 방청을 위해 도포된 물시멘트의 떫고 쓴맛을 우려내거나 알칼리성 폐수의 중화 등에 이용한다. 또한 가스형 주물과 같은 사형(砂型)의 경화반응(硬化反應)에도 이용되고 있다.

<발생장소>
드라이아이스의 중화 등에 이용하는 각종 탱크

다. 가스의 분출(噴出), 돌출(突出)

터널공사나 탄광내에서 돌연히 대량의 메탄이나 이산화탄소가 돌출하여 산소결핍사고가 일어나는 일이 있다. 또한 환기나 나쁜 빌딩의 비하실, 선박의 비좁은 구획, 도장공장의 핏트 등에 설치된 이산화탄소 소화설비의 오동작 등에 의한 분출사고도 보고되었다.
냉동기에 이용하는 냉매는 자극취가 강한 유해한 암모니아가 누설되는 경우 바로 알 수 있으나 저독성으로 안전한 프레온은 반대로 안심하다가 산소결핍사고를 일으키는 일이 있다. 또한 프레온계의 용제나 에어로졸의 분사제 등을 취급할 때에도 이와 같은 위험에 주의하지 않으면 안된다.

<발생장소>
메탄, 이산화탄소를 용출하는 광산, 탄광, 지층의 수직갱, 핏트 등의 내부, 이산화탄소, 프레온 등의 소화설비를 갖춘 지하실, 지하주차장, 선실, 탱크, 핏트 등의 내부

라. 기타

전화케이블, 송전케이블 등에는 습기의 침입방지와 파손부위경부(파손부위경보)를 위해 질소가 봉입되어 있으므로 맨홀 내에서 누설되어 산소결핍사고를 일으킬 우려가 있다.
이외에도 사과의 신선도를 유지하기 위해 주로 이산화탄소의 농도를 제어하여 저장하거나 감의 떫은 맛을 우려내는데 이산화탄소가 이용되고 있다.
이와 같이 이산화탄소, 알곤, 질소, 프레온 등의 불연성 가스는 많은 용도가 있어서 새로운 이용법이 계속 개발될 것이므로 이와 같은 경우에 있어서 근로자의 산소결핍에 대한 배려를 잊어서는 안된다.

 

3-5 산소결핍에 의한 건강장해

가. 산소부족과 생체반응

산소가 부족한 상태에 있는 인체의 세포내에서는 젖산(lactic acid)의 생성량이 증가 하므로 혈액은 산성으로 기울게 된다. 이로 인하여 호흡중추나 심장중추 등이 자극을 받게 되고, 호흡심도와 호흡수 및 심박수 등이 증가하게 되어 산소농도가 낮은 폐내 공기를 보다 많이 호흡하여 산소섭취량을 보충하게 된다. 또한 산소함유량이 적은 혈액을 다량으로 순환시키므로 뇌의 혈관은 확장되어 다량의 혈액을 받아들이게 된다. 따라서 여러가지의 보완기능이 동원된다. 그러나 이의 한계는 공기중의 산소농도가 16% 이상인 경우이고, 16% 이하로 되면 여러가지의 보완기능이 작용하지 않으므로 산소결핍증상이 현저하게 된다.
고산지방에 오랫동안 체류라게 되면 서서히 적혈구수나 헤모글로빈량이 증가하고 세포의 산소이용율을 높이는 산소의 작용이 활발하게 되어 폐활량의 증대와 같은 고도의 순응현상이 나타나서 저산소환경을 이겨 나갈 수 있게 된다. 예로써 해발 8,848m의 에베레스트 정상의 산소분압을 환산하여 보면 산소농도가 지상의 7% 정도밖에 되지 않는다. 그러므로 별도의 산소흡읍을 하지 않으면 10분 정도의 시간내에 사망하게 되지만, 산소마스크 없이도 등정하고 있는 등정대원을 때때로 볼 수 있다. 이러한 현상은 등정대원이 산의 중턱에서부터 서서히 장기간에 걸쳐서 올라가므로 높은 곳에 오랫동안 체류하는 결과가 되어 고도순응이 이루어졌기 때문이다. 일반적으로 고도순응에 필요한 체류시간은 3주 정도이다.
산소부족에 대해 가장 민감한 반응을 나타내는 것은 최대의 산소소비소인 뇌중의 대뇌피질이다. 대뇌피질은 사람에게 있어서 최고로 발달되어 있긴 하지만, 이것이 산소결핍에 대하여는 가장 취약한 요인으로 작용하게 된다. 따라서 사람의 대뇌피질이 산소결핍에 가장 민감한 기관인 것이다. 산소결핍의 증상을 보면, 먼저 대뇌피질의 기능저하로부터 시작되고, 결국은 대뇌피질의 세포가 파괴되어 대뇌피질의 기능이 상실되는 단계를 거쳐서 뇌세포 전체가 파괴되어 사망하게 되는 증상이라고 할 수 있다.

나. 급성산소결핍증

평지에 위치한 작업환경중에서 발생하는 산소결핍은 대부분이 급성적인 저산소폭로이므로 예기치 않은 돌발사태로 전개되며 근로자들은 작업중에 여러가지 농도의 저산소 환경과 직면하게 된다. 산소결핍증상이 나타나는 산소의 농도는 사람에 따라 큰 차이가 있어 개인차가 클 뿐만 아니라 개인의 건강상태에 따라서도 달라지게 된다. 일반적으로 산소부족으로 인한 자각증산은 산소농도 16% 정도에서 나타나기 시작하고 산소가 16% 이하로 낮아질수록 증상은 심하게 되어 산소농도 10% 이하에서는 사망의 위험이 발생하게 된다.
표 1-3은 Henderson이 산소농도와 증상과의 관계를 대략 4단계로 분류하여 나타낸 것이며, 공기중 및 동맥혈중의 산소분압도 동시에 나타내었다. 이러한 증상은 노동중이거나 피로할 때 혹은 숙취 등의 경우에 중증화 되며 빈혈이나 순환기장해를 갖고 있는 사람은 제2단계 정도에서도 치명적인 상태로 될 수 있다.
작업환경에 따라서는 산소농도가 별로 낮지 않아도 근력저하에 의한 육체의 지지불능이나 현기증에 의한 추락 및 익사 등이 발생되기도 한다. 또한 대뇌기능의 저하에 의한 착각이나 오조작 및 실족 등 큰 사고가 발생될 가능성도 있으므로 충분히 고려해야 한다. 산소결핍증의 한 증상으로 토기나 구토를 들고 있는데, 구토시에는 고개를 위로 젖힌 상태에서 토사물이 기관기내로 흡인되어 질식사하기도 하며 엎어져서 고인 물이 폐내로 흡인하여 죽게 되는 일종의 익사가 되는 경우도 있다.
산소 결핍에 대한 인간의 반응을 도해하면 그림 1-3과 같으며 산소가 6%이 극단적인 저농도에서는 이러한 공기를 단 1회만 호흡하여도 실신 하여 높은 곳에서 아래로 떨어져 죽게 될 수도 있다.

다. 무산소공기의 1회 호흡의 위험성

산소결핍에 의한 재해중에는 환기가 불량한 폐쇄적인 공간에서 뿐만 아니라 무산소공기를 한번만 호흡하여도 큰 재해를 당하는 경우가 적지않다. 그림 1-2와 같이 가연성 가스를 질소로 환기한 후에 탱크의 내부를 점검하면서 무산소중의 질소기를 말려들어 질식하여 탱크내부로 떨어지는 사고가 종종 발생되고 있다.
무산소 공기를 갑자기 호흡하게 되면 호흡중추를 자극하여 흉부확장이 일어나게 되어 무산소공기를 다시 뱉어내는 동작이 불가능하게 된다. 따라서 폐 가운데 남아있던 산소는 무산소공기에 의하여 점차에 희석되어 폐내의 산소분압이 저하하고 폐안의 모세혈관내의 혈중산소분압은 상승하지 않고 그대로 뇌로 이송된다. 산소를 항상 다량으로 소비하고 있는 뇌는 이 순간에 바로 뇌의 활동을 지탱하는 산소분압을 상실하게 되어 활동저하 또는 활동정지를 일으키게 된다. 이러한 반응은 산소공기를 흡입한 후 2초 이내에 일어나게 된다.
무산소공기를 호흡한 경우에 있어서 폐포와 폐정맥혈의 산소분압변화를 동물실험을 통해 얻은 결과를 사람에게 적용하여 평가한 결과를 보면 그림 1-3과 같다. 무산소공기의 1회 호흡에서도 폐정맥혈의 산소분압은 40mmHg 정도로 저하하고, 이러한 피의 흐름은 1초 이내로 뇌에 도달된다. 이때의 산소분압은 뇌의 활동을 지탱하는 60mmHg의 분압보다 훨씬 낮은 것이다. 호흡의 억제시에 대비하여 미리 폐내에는 6ℓ 정도의 공기가 저장되어 있으므로 혈중의 산소분압저하는 급격하게 일어나지는 않는다.
산소결핍증이 심하게 되면 뇌세포가 재생불능의 상태로 파괴되므로 이러한 파괴가 대뇌피질에서 시작된 단계에서는 구급처치에 의한 생명유지가 성공할 수 있다고 하여도 의식의 회복은 곤란하게 된다. 이와 같이 파괴의 정도가 가벼운 경우라 할지하도 여러가지의 후유증이 남게된다. 무호흡의 상태로부터 인공호흡 등에 의하여 호흡이 다시 시작된 경우라 할지라도, 호흡재개까지의 경과시간이 길면 길수록 소생력은 가속적으로 저하된다. 그림 1-4에서 보는 바와 같이 호흡정지시간이 6분 이상이 되면 소생은 가망없게 된다. 소생한계내에서 구조된 경우에는 후유증으로 언어장해, 운동장해, 시야협착, 마취, 환각, 건만증, 성격이상 및 노이로제 등의 증상이 남게 될 우려가 있으므로 예후의 관리가 필요하다. 이러한 후유증은 10 ~ 12%의 저산소공기에 장기간 동안 폭로되는 경우에도 잔존하게 될 가능성이 있다. 산소결핍증에서는 뇌의 부종이 급격하게 발생되고, 의식이 회복된 후에도 지속되며, 이것이 뇌혈관의 압박을 가져오고 뇌의 활동을 저해하며, 후유증을 가속적으로 악화시키게 된다. 그러므로 의식이 회복된 후에도 상반신을 높게하여 안정상태를 유지하고 뇌부종을 완화시킬 약제의 투여도 계속해야 할 필요성이 있다.
  

▶ 교육자료

밀폐공간재해 교안 (KOSHA).ppt

7.04MB

밀폐공간 작업안전 KOSHA.ppt

6.36MB

(교안)밀폐공간작업 KOSHA.pdf

3.03MB

밀폐공간에서의 작업 (울산공단안전연합회).pdf

2.39MB

밀폐공간에서의 용접작업 (울산공단안전연합회).pdf

1.62MB

 

▶ 맨홀(Manhole) 작업안전

1. 맨홀(Manhole)이란?
땅속에 묻은 상하수도관이나 전력․통신 등의 배선(配線)을 검사하거나 수리 또는 청소하기 위하여 사람이 드나들 수 있게 만든 구멍 또는 선박 등의 갑판 위에 사람이 출입할 수 있게 만든 작은 승강구를 말한다.

2. 주요 맨홀작업 종류
 - 상수도 제수변실 점검․보수 및 양수
 - 하수 및 오수시설 점검․보수
 - 우수관련 유지보수
 - 집수정 점검․보수 및 양수
 - 통신 및 전력시설 점검․보수
 - 선박 또는 바지선의 부력탱크 점검․보수
 - 도시가스 가스공급 및 지역난방 온수공급 관련 작업 등

3. 맨홀작업의 주요 위험요인 및 재해유형

○ 산소결핍에 의한 질식 
 - 우수 등을 통해 맨홀내부로 유입된 유기물 찌꺼기, 폐수 등에서 미생물 증식에 의한 산소소비 촉진으로 산소결핍
 - 용존산소가 적은 지하수의 산소 용해작용으로 공기 중의 산소가 소비되어 산소결핍
 - 물기가 있거나 장기간 밀폐된 철재 맨홀 내벽(주로 선박)의 산화작용에 의한 산소감소로 산소결핍
 - 양수작업을 위한 내연기관 등의 사용으로 공기 중의 산소가 소모되어 산소결핍
☞ 재해유형 : 밀폐공간내 산소농도가 감소됨에 따라 두통→어지러움→구토→실신→사망하며, 일반적으로 밀폐공간내로 들어가자마자 쓰러져 사망하는 경우가 많음

○ 유해가스 중독에 의한 질식
 - 하수, 오수 등에서 협기성 박테리아 등의 호흡(부패)작용에 의해 산소가 소비되고 황화수소, 메탄 등 유해가스 다량 발생
☞ 재해유형 : 침전물 등에 용해되어 있던 황화수소 등이 펌핑, 제거 등의 작업으로 침전물을 휘젓게 됨에 따라 공기 중에 다량으로 발생. 황화수소 농도에 따라 달걀썩는 냄새→눈, 호흡기 자극→어지러움→실신(2분이내)→사망함


▶ 교육자료

맨홀작업.ppt

4.42MB

밀폐공간 작업 안전 매뉴얼-KOSHA.pdf

4.73MB

밀폐공간재해예방자료 (맨홀작업안전).pdf

0.59MB

밀폐공간재해예방자료(맨홀작업)-KOSHA.hwp

2.20MB

(교안)밀폐공간작업 KOSHA.pdf

3.03MB

밀폐공간 작업안전 KOSHA.ppt

6.36MB

밀폐공간재해 교안 (KOSHA).ppt

7.04MB

 

 

 

 

 

*자료의 출처 : KOSHA 자료실 및 공단안전연합회 교육자료