У взрослого человека среднее отношение ООЛ к 00 составляет 4 : 1 или 5:1. Давление воды на глубине 20 — 30 м вполне достаточно, чтобы снизить объем грудной клетки и легких до величины остаточного объема. Вместе с тем люди с большим ООЛ и меньшим 00 могут погружаться на большую глубину. Так, например, японские искатели жемчуга ежедневно погружаются на глубины, почти соответствующие предельным (исходя из отношения ООЛ к 00). Рекорд мира в погружении с задержкой дыхания равен 73 м. Он был установлен ныряльщиком, который почти на 12 м превысил предел, определенный отношением ООЛ к 00.
Газы, содержащиеся в организме ныряльщика, не единственная проблема, которую ему приходится решать при погружении. Сжимается также воздух, попавший в его очки или маску. Сжатие этого воздуха также ограничивает глубину погружения, поскольку при чрезмерном сжатии воздуха могут лопнуть кровеносные сосуды глаз и лица. Поэтому ныряльщики за жемчугом, регулярно погружающиеся на глубину не менее 5 м (16 футов), одевают специальные очки, в которые попадает очень незначительное количество воздуха, что в определенной мере снижает вероятность повреждения кровеносных сосудов глаз.
Погружение со специальными дыхательными аппаратами (аквалангами)
Чтобы воздух попал в легкие, когда грудная клетка погружена в воду всего на несколько футов, давление газов должно быть равным давлению воды. Наиболее популярный аппарат, позволяющий осуществить это — акваланг (рис. 12.7). Он был создан в 1943 г. Жаком Кусто. Аппарат состоит из четырех основных компонентов:
1) одного или нескольких баллонов с воздухом под давлением до 5,74 — 8,61 М-м~2 (2 000 — 3 000 фунтов на квадратный дюйм);
2) первого регулирующего клапана, обеспечи-
258
Рис. 12.7. Акваланг с незамкнутой цепью:
1 — гибкий шланг, по которому подается воздух; 2 — выпускной клапан; 3 — дополнительный выпускной клапан; 4 — второй регулирующий клапан; 5 — мундштук;
6— первый регулирующий клапан; 7— баллон с воздухом под давлением 3 000 фунтов на квадратный дюйм
вающего понижение давления воздуха, поступающего из баллона, до нормального для дыхания (около 0,40 М-м~2, или 140 фунтов на квадратный дюйм);
3) второго регулирующего клапана, обеспечивающего выпускание воздуха (по потребности), давление которого равно давлению воды;
4) одностороннего дыхательного клапана, позволяющего вдыхать сжатый воздух в легкие и выдыхать в воду.
Поскольку выдыхаемый воздух не возвращается в баллон, этот тип аппарата называется аквалангом незамкнутого потребления. Продолжительность пребывания под водой зависит от глубины погружения: чем глубже находится человек под водой, тем больший необходим поток воздуха, чтобы компенсировать давление воды. Поскольку объем воздуха, необходимого человеку, изменяется в зависимости от глубины погружения, его поступление из баллона ограничивается глубиной погружения. Содержание одного баллона, например, можно израсходовать всего за несколько минут при погружении на глубину 60 — 70 м (197 — 230 футов), тогда как на глубине 6 — 7 м (20 —23 фута) его хватит на 30 — 40 мин.
В ОБЗОРЕ...
1. Вода снижает нагрузку на сердечно-сосудистую систему. При погружении тела в воду увеличивается также объем плазмы. Вследствие этих факторов ЧСС в покое уменьшается даже при частичном погружении тела в воду. Еще больше уменьшается ЧСС при погружении в холодную воду.
2. Для увеличения продолжительности задержки дыхания при погружении в воду без дыхательных аппаратов часто практикуют гипервентиляцию. Однако это может привести к опасному понижению уровней кислорода в организме, следствием которого может быть потеря сознания при нахождении под водой.
3. При погружении в воду с задержкой дыхания на глубину всего 1 — 2 м (3 — 6 футов) давление газов в организме может повыситься. На большой глубине объем воздуха в легких может уменьшиться до величины остаточного объема, но не меньше.
4. Глубина погружения с задержкой дыхания определяется отношением общего объема легких к остаточному объему. Люди, имеющие большое отношение ООЛ к 00, могут опускаться на большую глубину.
5. Многие из проблем, возникающих при погружении с задержкой дыхания, решает специальный дыхательный аппарат — акваланг, дающий возможность дышать находящимся под давлением воздухом.
ФАКТОРЫ РИСКА, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ УСЛОВИЯМИ ПОВЫШЕННОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ
Совершенствование подводных дыхательных аппаратов позволяет человеку опускаться все глубже и на более продолжительное время. Однако это также повышает степень риска для здоровья. При погружении человека в воду давление воздуха в дыхательном аппарате должно соответствовать давлению воды. Это повышает парциальное давление всех газов дыхательной смеси и увеличивает градиент давления, обеспечивающий поступление кислорода и азота в ткани тела, а повышенное парциальное давление диоксида углерода в альвеолах приводит к снижению градиента давления, способствующего его выведению легкими. Таким образом, вдыхание находящихся под давлением кислорода, СО^ и азота может привести к аккумуляции токсичных уровней этих газов.
Кислородное отравление
Кислород при парциальном давлении от 318 до 1 500 мм рт. ст. оказывает серьезное действие, особенно на легкие и центральную нервную сис-
17* 259
тему [5, 33]. Высокое /), во вдыхаемом воздухе может направить достаточное количество кислорода в раствор плазмы, и растворенный кислород удовлетворит метаболические потребности человека. В результате этого из гемоглобина может диссоциировать меньше кислорода, и гемоглобин венозной крови останется значительно насыщенным кислородом.
В свою очередь, диоксид углерода хуже связывается с гемоглобином, полностью насыщенным кислородом, поэтому процесс выведения диоксида углерода через гемоглобин нарушается. Более того, когда человек вдыхает кислород, 75, которого превышает 318 мм рт. ст. (в 2 раза выше обычного атмосферного р(, ), может произойти сужение мозговых кровеносных сосудов, что значительно ограничивает кровоток в центральной нервной системе. Это может привести к появлению таких симптомов, как искажение зрения, быстрое и поверхностное дыхание, судороги. В некоторых случаях такое высокое /), может вызвать раздражение дыхательных путей, постепенно приводя к пневмонии. Состояние, обусловленное вдыханием чрезмерного количества кислорода, называется кислородным отравлением.
Декомпрессионная болезнь
Высокое парциальное давление азота во время погружения способствует попаданию в кровь и ткани большего количества азота. Если находящийся на глубине человек пытается подняться на поверхность слишком быстро, азот не может быть перераспределен или выведен из легких достаточно быстро и поэтому остается в системе кровообращения и тканях в виде пузырьков, приводя к значительному дискомфорту и боли. Это состояние называется декомпрессионной болезнью или высотными болями. Как правило, боль ощущается в области локтевых, плечевых и коленных суставов, где скапливаются пузырьки азота. При эмболии сосуда пузырьками азота нарушается процесс кровообращения, что может привести к смерти.
Рис. 12.8. Рекомпрессионная камера
Лечение заключается в помещении пострадавшего в рекомпрессионную камеру (рис. 12.8). Давление воздуха в камере повышено и соответствует тому, которое человек испытывал во время погружения. Давление постепенно снижают до обычного уровня. Вследствие рекомпрессии азот возвращается в раствор, затем постепенное снижение давления позволяет азоту "убежать" через дыхательную систему.
Для предотвращения декомпрессионной болезни разработаны таблицы, содержащие информацию о скорости подъема на поверхность с разной глубины (рис. 12.9). Если, например, человеку предстоит погрузиться на глубину около 50 футов (около 15 м) на 1 ч, декомпрессия не нужна. Однако если человек провел 1 ч на глубине около 100 футов (около 30 м), необходимо проведение медленной декомпрессии. Строго следуя указаниям таких таблиц, человек осуществит подъем на поверхность без возникновения декомпрессионной болезни.
"Глубинное опьянение"
Хотя азот не принимает участия в биологических процессах организма, при высоком давлении,
180 • 5 160 - ^ 140 - 1120- |юо- ^ 80-I 60-^ 40 -20 - 0 |
Не требуется декомрессия |
Требуется декомпрессия |
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Продолжительность погружения, мин |
Рис. 12.9 Потребность в декомпрессии при различной продолжительности погружения на разную глубину |
260
Рис. 12.10 Возникновение пневмоторакса и эмболии при подъеме на поверхность после погружения с аквалангом |
например, таком, как при погружении на большую глубину, он может действовать подобно газонаркотической смеси. Последующее состояние называют глубинным опьянением, или азотным наркозом. Действие усиливается при увеличении глубины и, следовательно, давления. У пострадавшего появляются симптомы, подобные наблюдаемым при алкогольном опьянении. По мнению специалистов, каждое увеличение глубины погружения на 15 м соответствует действию одного "мартини", выпитого на пустой желудок.
При погружении на глубину 30 м и более может нарушаться способность оценивать ситуацию, представляющая угрозу для жизни. Поэтому большинство погружающихся на такую глубину дышат специальной смесью газов, содержащей главным образом гелий.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
