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1. 개요
亞酸化窒素 / nitrous oxideN2O
질소 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 이루어진 기체 화합물이다.
질소 산화물 중 하나이다. 정식 명칭은 일산화 이질소(一酸化二窒素)이며, 산화 이질소라고도 부르지만 흔히 아산화 질소로 불린다.
2. 특징
사람들에게는 웃음가스로 알려진 화학물질. 흡입 시 기분이 좋아지고 몸이 붕 뜨는 느낌이 나며 웃음이 나온다. 그래서 소기(笑氣, laughing gas)라고도 부른다. 그러나 영화에서 나오는 것처럼 마구 웃게 되진 않는다. 기사질산 암모늄을 열분해하면 생성[1]된다.
흥분을 전달하는 신경전달물질인 글루타메이트의 수용체와 결합, 자극의 전달을 방해해 흡입하는 동안 잠시 신경을 마비시키기 때문에 들이마시면 기분을 진정시키고 고통을 줄여줄 수 있다. 마약성 진통제와 유사한 신체 반응을 불러일으킨다. 향은 달콤한 편이라지만 개인에 따라 못 느낄 수도 있다. 기사
1772년 영국의 화학자 프리스틀리가 발견했다. 18세기 말 영국의 화학자인 험프리 데이비가 아산화 질소의 특성을 증명하고, 여기에 웃음가스라는 이름을 붙였다. 1844년 미국의 치과의사 호레이스 웰즈가 환자의 이를 뽑을 때 이것으로 마취를 했다. 이후 미국 하버드대 의대생인 윌리엄 모턴이 웃음가스와 에테르를 연구해 마취제를 발견한다.
주로 치과에서 사용되는데, 구토반사가 심해 치과 진료가 어려운 환자나, 무서워하는 아이들의 기분을 좋게 하여 공포심을 줄이는 용도로 사용되었고, 유럽, 호주, 미국[2]에서는 분만을 할 때 사용한다. 후술하듯이 출산을 할 때에는 가스를 마신 후 30~50초 후에 효과가 있기 때문에 진통 타이밍을 맞춰야 하는 등의 부작용이 있기는 하지만 사용자에게는 경막외마취보다는 비침습적이고, 태아에게 영향이 잘 안 가고, 진통을 느리게 하지 않으며, 모유수유를 바로 할 수 있는 등 장점이 많다.
부작용(논문, 영어 링크, 한글 링크)은 사용자가 메스꺼움, 구토, 현기증, 졸음을 느낄 수 있고, 가스를 마신 후 30~50초 후에 효과가 있고, 사용자가 숨을 내쉴 때 간호사나 조산사 등 의료 관계자에게 영향이 가서 오래 접한다면 생식 문제가 생길 수 있다. 기사. 임산부도 임신 3기나 아기를 낳을 때가 아닌, 임신 1~2기 때 사용하면 유산이나 태아에게 기형이 발생할 수 있다. 단시간에 과용할 시 체내 산소 농도가 떨어져 산소부족증, 호흡곤란, 기억상실증 등에 따른 2차적 외상이 발생할 수 있다. 또한 장시간 노출 시에는 비타민 수치를 낮춰 비타민 B1, B2, 비타민 B12 결핍증, 말초신경병증 등이 나타날 수 있다. 특히 비타민B12가 감소된다면 빈혈과 신경계 이상이 생길 위험이 높아지며 신경계 독성을 일으켜 사지마비 증상이 나타나고 척수신경병과 발기부전이 생길 수 있다.
비타민 B12 결핍증이 있거나, 내이의 압력 변화를 일으킬 수 있기 때문에 귀 수술을 받은 지 얼마 안 되었거나, 위 우회술을 받은 사람에게는 사용할 수 없다.
세포독성 항암제와 류마티스 관절염 치료용으로 쓰이는, 엽산길항제(folic acid)인 메토트렉세이트(MTX; Methotrexate)를 투여받은 사람에게는 엽산 의존 대사 경로에서 구내염, 골수 억제, 신경 독성을 유발할 수 있기 때문에 아산화질소 마취 병용을 피해야 한다. 기사
또한, 연소반응의 촉매역할을 하는 물질이다. 자동차 흡기계통에 이것을 분사하여 출력을 상승시키는 장치같은 물건이 있다.[3] 크레이지레이싱 카트라이더에서 부스터 아이콘에 적혀있는 화학기호도 아산화질소이다. 이 성질로 인해 질산 암모늄으로 인한 폭발 사고 때 생성되는 버섯구름의 주성분이 아산화질소가 차지하기도 한다.
온실가스이기 때문에 지구 온난화를 일으키며 오존층을 파괴할 수 있다. 토양 속 고균이 암모니아를 분해할 때 생성한다. 기사. 이 물질의 온실효과 능력은 이산화 탄소보다 300배나 강력하다. 일반적으로 축산용 비료에서 많이 배출되는 것으로 알려져 있다.
약 1만 년전 빙하기 말기 때 육지와 바다 미생물로부터 아산화 질소가 나오면서 대기 중 농도가 30% 증가했다는 게 연구에서 밝혀졌다.
번개 등 기상 현상에 의해서도 생성될 수 있다.
외계 행성 대기의 아산화 질소 농도를 분석하면 해당 행성에 생명체가 살 수 있는지 알아낼 수 있는 지표로 쓸 수 있다는 연구가 있다.
3. 환각물질
아산화 질소는 산소부족증으로 인한 뇌의 2차적 손상만 제외하면 다른 환각물질[4]들보다는 비교적 안전하다. 이 때문에 의료용으로 사용되는 경우는 규제에서 제외된다.서양에서는 가스의 환각성 때문인지 많은 철부지 젊은이들이 유사 마약 목적으로 아산화 질소 가스로 충전된 스프레이 형식의 휘핑크림 캔을 구입하는 경우가 많은데, 이로 인한 사망사고도 많다. 물론, 독성 가스로 인해서라기 보다는 다량의 크림이 목에 걸려서 호흡곤란으로 사망하는 경우가 더 많지만 그 정도로 위험하다. 이 때문에 영국에서는 2006~2012년 사이 17명이 사망해서, 2016년 5월부터 의료품과 식품이 아닌 오락 용도로 아산화 질소를 판매하는 것이 금지되었다. 2024년에는 명목은 휘핑크림 충전용으로 나온 갤럭시 가스(Galaxy Gas)라는 여러 맛이 나는 아산회질소가 틱톡과 인스타그램 등에 바이럴이 되었는데 이를 오남용하여 사망한 사건이 발생했다.
해피벌룬이 이 가스로 충전된 풍선이다.
데미 무어가 2012년 1월 환각제 용도로 아산화질소를 마셨다가 죽을 뻔한 적이 있다고 한다. 기사, 기사 2
3.1. 한국에서
화학물질관리법 제22조(환각물질의 흡입 등의 금지) ① 누구든지 흥분·환각 또는 마취의 작용을 일으키는 화학물질로서 대통령령으로 정하는 물질(이하 "환각물질"이라 한다)을 섭취 또는 흡입하거나 이러한 목적으로 소지하여서는 아니 된다.
② 누구든지 환각물질을 섭취하거나 흡입하려는 자에게 그 사실을 알면서도 이를 판매하거나 제공하여서는 아니 된다.
제59조 (벌칙) 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 3년 이하의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금에 처한다.
6. 제22조를 위반하여 환각물질을 섭취·흡입하거나 이러한 목적으로 소지한 자 또는 환각물질을 섭취하거나 흡입하려는 자에게 그 사실을 알면서 이를 판매 또는 제공한 자
화학물질관리법 시행령 제11조(환각물질) 법 제22조제1항에서 "대통령령으로 정하는 물질"이란 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 물질을 말한다.
1. 톨루엔, 초산에틸 또는 메틸알코올
2. 제1호의 물질이 들어 있는 시너(도료의 점도를 감소시키기 위하여 사용되는 유기용제를 말한다), 접착제, 풍선류 또는 도료
3. 부탄가스
4. 아산화질소(의료용으로 사용되는 경우는 제외한다)
해피벌룬에 사용되었던 물질로 한국에서는 2017년 4월, 20대 남성이 해피벌룬을 사용한 흔적을 남기고 사망한 사건이 발생하면서 그 위험성이 수면 위로 드러났고, 이로 인한 심각한 사회 문제로 인해 동년(2017년) 8월 화학물질관리법 시행령을 개정하여 환각물질로 지정되어 그 사용을 규제하고 있다. 이에 따라 아산화질소(해피벌룬)를 흡입하거나 흡입 목적으로 소지·판매·제공하면 3년 이하의 징역형 또는 5000만 원 이하의 벌금형에 처해진다. 아산화질소를 환각제로 이용할 경우, 하루 내에 해당 물질이 몸 밖으로 배출되기 때문에 적발되기 쉽지 않다. 반대로 말하면 증거를 잡기 어렵기 때문에 오·남용될 여지가 상당하다. 다만 국립과학수사연구원(국과수)에서는 정밀 검사로 검출이 가능하다 말하고 있다. 덕분에 갑자기 날벼락이 떨어진 것은 카페 및 베이커리.② 누구든지 환각물질을 섭취하거나 흡입하려는 자에게 그 사실을 알면서도 이를 판매하거나 제공하여서는 아니 된다.
제59조 (벌칙) 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 3년 이하의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금에 처한다.
6. 제22조를 위반하여 환각물질을 섭취·흡입하거나 이러한 목적으로 소지한 자 또는 환각물질을 섭취하거나 흡입하려는 자에게 그 사실을 알면서 이를 판매 또는 제공한 자
화학물질관리법 시행령 제11조(환각물질) 법 제22조제1항에서 "대통령령으로 정하는 물질"이란 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 물질을 말한다.
1. 톨루엔, 초산에틸 또는 메틸알코올
2. 제1호의 물질이 들어 있는 시너(도료의 점도를 감소시키기 위하여 사용되는 유기용제를 말한다), 접착제, 풍선류 또는 도료
3. 부탄가스
4. 아산화질소(의료용으로 사용되는 경우는 제외한다)
과거부터 2019년 3월까지 소형 아산화질소 캡슐을 이용해서 질소 커피는 물론 각종 휘핑크림을 만드는 데 사용해왔고 아산화질소는 식품첨가물로 허용이 되었었는데, 이 소형 캡슐이 해피벌룬에 사용된다면서 수입·제조·판매를 금지하는 규제를 걸어버렸다. 링크. 질소 캡슐은 사용이 가능하긴 한데, 아산화질소에 비해 휘핑크림이 부푸는 정도가 좀 많이 떨어지는 편. 1년간의 유예기간이 끝난 2021년 1월부터 아산화질소 캡슐 대신 질소캡슐이나, 2.5L 이상의 아산화질소 봄베를 사용하기 시작했다. 기사. 당연히 봄베 구입 비용은 정부에서 지원해주지 않는다. 이 때문에 고압용기로 바뀌어 상당한 비용과 불편함 때문에 비판이 많다. 사용예시. 하지만 1년전 부터 시정 명령이 내려온 만큼 바꿀 시간은 주긴 했지만 코로나 19의 여파와 경제적 어려운 상황과 맞물린 대기업 손녀의 집행유예 중 마약사건이 터져 카트리지형 휘핑크림 금지에 대한 여론은 '날붙이로 사람을 찔러 죽인 사건이 터졌다고 날붙이를 규제하는 것과 같은 수준'이라는 조롱을 듣고 있다. 이후 스타벅스에서는 그냥 카트리지를 안 꽂은 채로 사용하고 있다.
소형 아산화질소 카트리지(8g)는 화장실의 막힌 변기를 뚫는 용도로 사용되는 소형 탄산 카트리지와 매우 비슷하게 생겼으며, 육안으로는 구별이 어렵다. 2021년부터는 이런 카트리지 용량의 아산화질소 역시 판매가 금지되어 있다.
4. 기타
이산화질소와는 매우 다르다. 이산화질소는 NO2, 아산화질소는 N2O이다. 게다가 이산화질소는 독성이 매우 강하고 냄새도 굉장히 자극적이다.[1] NH4NO3 → N2O + 2H2O[2] 유럽이나 호주보다는 잘 사용하지 않는다.[3] 2차 대전당시에도 쓰였는데 독일 (GM-1이라는 이름으로 사용)이나 영국이 고고도 기체의 성능을 올리기 위해서 사용하였다. 단 약간 써보다가 그렇게 까지 고고도비행의 필요성이 많이 없어서 장비무게도 가볍고(고압 압축이나 냉각통이 필요한 아산화질소에 비해 메탄올은 그냥 통에 넣고 다닐 수 있으니) 저고도에서도 쓸수 있는 MW 50(메탄올-물 혼합같은 물건을 더 많이 사용하였다.[4] 아산화 질소와는 달리 뇌세포가 파괴되는 과정에서 쾌락을 주는 식으로 작용한다. 뇌세포가 재생된다고 한들 그 수준이 미미해서 좋을 건 하나도 없기에 절대로 해서는 안된다. 환각물질을 법적으로 금지시키는 것도 이 때문이다. 환각물질로 인해 장애가 발생했다면 회복될 수 없다.