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出处\PADI
很多潜水员都经历过身边人这样的提问：
“你们背的氧气罐重吗？”
“带着氧气罐下水能呼吸多久呢？”
首先还是要和大家明确一个非常重要的问题：潜水员背的是气瓶，不是氧气罐，里面是普通的压缩空气，当然高氧气瓶里面的空气氧气占比会高于普通的空气，后面我们也会提到。
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本文，我们将探索水肺气瓶中的气体类型以及对水肺潜水员会产生怎样的影响。我们还会研究在气体分压高的情况下（即潜水潜到非常深）呼吸空气可能存在的问题。
让我们一起学习水肺潜水背后的科学！
如果你从来没有潜水过，至少知道潜水员会背一个气瓶下水。许多非潜水员会认为水肺气瓶里是纯氧。实际上，休闲水肺潜水员通常使用的是压缩空气（约21%的氧气和79%的氮气）或高氧空气（从22%到40%的氧气不等，其余部分为氮气）。总之，休闲水肺潜水员一般不使用纯氧，技术潜水有更多可用的气体种类，其中就包括纯氧。如果水肺潜水员携带纯氧潜水，随着下潜水压会增加，当超过某一深度时，氧气会变得有害。水下如果使用100%纯氧的话，人体可接受的最大深度为6m。由于平时使用的气瓶中氧气含量较少（21%），正常情况下在60m深的位置才会达到使用纯氧在6m深度时的分压，也是高氧课程中常说的偶发性氧分压。此外还有其他一系列问题：使用空气潜水的深度约为40-50m，60m仍然比潜水员通常会抵达的深度深许多，具体问题还要取决于其他几个变量，在此不再赘述。要了解氧气是如何变得有害的，我们需要了解气体分压。我们可以通过分压来估算气体或其他混合气所被允许的最大深度。气体分压是指混合气中某一种气体所分的压力。当你去潜水时，你会呼吸混合气体，如氧气+氮气，在技术潜水中，有时还有氦气。每种气体都会增加总压力，但它们也有各自的压力，这被称为分压，是混合气体总压力的一部分。此外，在潜水时，除了水面的气压外，你还会暴露在水压下。暴露在空气中的压力是一个大气压（1 ata）。在水下每下降10m就会增加1个大气压。例如，在20m，压力为 3 ata —— 1 ata 来自空气且 2 ata 来自于水。随着总压力的增加，每种气体的分压也会增加。分压是通过将总压力乘以气体构成混合气的比例来确定的。例如：正常空气中氧气含量是21%，水下20m时，压力为3 ata。因此，20m的氧气分压 = 3 X 21% = 0.63 ata。为了防止氧气中毒，氧气分压通常保持在1.4 ata以下（某些场景为1.6 ata）。在20m的纯氧情况时，分压=3 X 1.0 = 3.0 ata——这远远超过了防止氧气中毒的极限。而我们之前提到的Nitrox高氧空气的氧含量则比普通空气高。氧气含量增多不是因为潜水员想使用更多的氧气，而是因为要减少身体吸入氮气——这让潜水员可以在水下停留更长时间。但是同时，由于氧气含量增加，最大允许深度也就会变浅。这是因为潜水员使用高氧时，达到1.4 ata氧分压所在的深度比使用空气时要浅。例如：使用EANx36（由36%的氧气组成），20m的氧气分压=3 X 36% = 1.08 ata——这更接近1.4ata的极限要求，但仍然可以接受。最深的允许深度取决于氧气的比例。作为 PADI 高氧潜水员培训的一部分，潜水员会学习规划调整相应的深度。总之，水肺潜水是一项兴奋且有益的活动。但了解水肺潜水背后的科学也很重要。如果你已经是一名潜水员，并想了解更多关于混合气体的知识，PADI 高氧空气（Nitrox）潜水员专长课程很适合你。一手尽揽海洋潜水资讯~潜游小红书、微博上线啦！
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