潜水员身上背的瓶子为什么装的不是纯氧?

教育   2024-12-27 19:58   辽宁  

说到潜水的气瓶,很多人脱口而出就是氧气瓶。甚至连中学的课本上也说氧气可用于潜水。
这种误解不是外行才有,就连一些潜水员也常常把氧气瓶挂在嘴边。

Q:潜水员背的气瓶里装的究竟是什么?
当你进行体验潜水、或刚开始OW课程时,你使用的肯定是压缩人造空气,包含21%的氧气、79%的氮气和少量氦气。
即便你成了高级潜水员,气瓶里的气体可以是高氧空气,但也不是纯氧气。高氧空气,就是氧气含量大于21%的气体,通常潜水员所使用的高氧空气中氧气比例在28-40%之间,最受欢迎的混合氧浓度是32-36%。

Q:为什么不用纯氧气?
实际上,背氧气瓶潜水,简直就是去自杀!
人体长时间或高浓度吸入氧气时,氧自由基逐渐增加,体内抗氧化系统的能力被削弱,导致氧化反应过度。这种失衡可能导致细胞和组织的损伤,从而导致氧中毒的症状。氧中毒可能导致各种健康问题,包括肺部、中枢神经系统、心脏和视觉系统的损伤。
常压下吸入一定量纯氧是没有太大问题的,但深水中氧分压会增大。
比如一个大气压下,氧气所占比例是21%,氧分压就是1*21%=0.21(单位为ata)。
随着水深度增加,气体的压强也在增加(每下潜10m就增加1个大气压)。相应地,氧分压也在增加,人体能抵抗的氧分压大概在1.6ata,当潜入深水时,氧分压过高时,就会导致神经系统氧“中毒”,瞬间要了你的命!

Q:为什么剩下的气体不能都是氮气?
潜水用的气瓶中除了氧气、氮气,还有一定量的氦气。
在压强较大的深水区域,吸入的氮气不参与呼吸作用,会有较多的氮气溶解在血液中。当潜水员从深水区域上升到水面时,体内逐渐恢复常压,溶解在血液里的氮气就会释放出来形成气泡,对微血管起到阻塞作用,引起“气塞症”。


另外,随着潜水深度而增加,当潜水员处于高水压环境(约3至4大气压力以上),肺内氮气会因高压缘故,而对潜水员产生麻醉作用,并随着下潜深度增加而症状加剧。这种现象在潜水运动中被称为“氮醉”。氮醉也 被称为“马丁尼效应”,据说产生的氮醉相当于空腹喝一杯马丁尼。


Q:为什么要用到氦气?

氦气在血液里的溶解度比氮气小得多。在人造空气中加入一定量的氦气,会减少气塞症”和氮醉”的产生。另外,氦气的相对分子质量很小,容易吸入或呼出,减少支气管哮喘的发生。

不过氦气的缺点也很突出,就是很贵,一只添加氦气的气瓶可能要上百美金;另外呼吸之后说话的声音会变得很可笑,这个有机会的可以尝试下。

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