Дайвинг для чайников. Закон Дальтона для чайников!
Стюарт Жак
Мы все знаем, что стоя на поверхности земли и дыша, находясь при
атмосферном давлении, мы вдыхаем 80% азота и 20% кислорода (я знаю, что
цифры несколько не точные – за то позволяют упростить математику –
правда ведь?).
С рождения эти газы попадают через дыхательную систему в систему
кровообращения и транспортируются по телу потоком крови. Кислород наши
тела используют для поддержания жизни, азот же делает не слишком много,
чтобы помочь нам – он просто попадает внутрь, а потом с выдохом выходит
обратно!
По мере погружения под воду давление окружающей среды (воды)
возрастает. Это давление «сжимает» нас со всех сторон. Если бы мы на
любой глубине попытались дышать воздухом с поверхности, наши мышцы,
управляющие дыханием, оказались бы недостаточно сильными, чтобы втянуть
воздух!
Хороший эксперимент: попробуйте в бассейне подышать через
удлиненную дыхательную трубку. Вы обязательно дойдете до глубины, где
ваши мышцы просто не смогут справиться с давлением воды.
Что же делать, если вы хотите нырнуть поглубже? Ну, вы должны
дышать воздухом, находящимся под тем же давлением, что и окружающая
вода, и именно такой газ подается вашим регулятором. На какой бы
глубине вы не находились, регулятор подает газ, находящийся под
давлением, равным давлению окружающей среды.
Каким же образом все это относится к мистеру Дальтону? Ну, еще в начале
XIX века он выдвинул идею, что если на поверхности (то есть при
атмосферном давлении – грубо говоря, 1 Бар) вы вдыхаете 80% азота и 20%
кислорода, тогда будет верно утверждение, что парциальные давления
газов будут соответственно 0.8 и 0.2 Бар.
Сумма парциальных давлений должна быть равна общему давлению газа, то есть сумма должна быть равна 100%. Умно, правда?
Тогда давайте рассмотрим эту ситуацию более детально. Мы знаем,
что по мере погружения, давление воды возрастает, нам нужно увеличить
давление газа, чтобы дышалось легче, и мы можем найти парциальное
давление каждой составляющей газа, используемого нами для дыхания.
В таблице, приведенной ниже, вы можете видеть, как парциальные давления возрастают с глубиной:
Глубина (метры)
Парциальные давления азота (бары)
Парциальные давления кислорода (бары)
Общее давление газа (бары)
0 (поверхность)
0.8
0.2
1
10
1.6
0.4
2
20
2.4
0.6
3
30
3.2
0.8
4
40
4.0
1.0
5
50
4.8
1.2
6
60
5.6
1.4
7
Почему это вам может быть важно? Ну, хотя парциальные давления азота и
кислорода не вредят при дыхании на поверхности (поскольку именно под
такие значения приспособлено наше тело), мы можем столкнуться с
проблемами при удалении от нормальных значений.
При достижении значения парциального давления азота (для
краткости - ppN2), равном примерно 4, мы начинаем испытывать сильное
воздействие азотного наркоза – странные ощущения, сравнимые с
алкогольным опьянением: потеря баланса, эйфория и неспособность
сконцентрироваться. Это все звучит здорово, пока вы не обнаружите под
водой, что вы забыли вставить в рот загубник!
Эффекты нарастают постепенно и ослабляются с уменьшением ppN2,
то есть во время всплытия основная проблема заключается именно в
понимание того, что вы находитесь под воздействием наркоза, и в
принятии соответствующих мер.
Кислород также является источником проблем: при достижении ppO2 в
районе от 1.2 до 1.6 (или выше) вы можете испытать то, что называется
кислородным отравлением. Имеется две фазы поражения.
Во время первой фазы все мышцы вашего тела сокращаются, и вы
«замираете» - это может продолжаться до минуты, а затем начинаются
судороги, очень похожие на приступ эпилепсии. Ни то, ни другое не
доставит вам удовольствия под водой (примечание: во время судорог вы
задержите дыхание, не слишком хорошей идеей будет всплытие в этот
период).
Вторая и финальная фаза – краткосрочная потеря сознания. Я не
пожелаю вам испытать подобные симптомы под водой, хотя пациенты,
проходящие в барокамерах кислородную рекомпрессию, как метод лечения
ДКБ, доводятся до этого состояния неоднократно.
Кроме того, важно знать, что ваша предрасположенность к
«Кислородному удару» немного напоминает лотерею. Кислородное отравление
может настигнуть вас в один день при парциальном давлении, равном 1.2,
а на следующий день только при 2.8! Постоянно продолжающиеся
исследования пытаются найти объяснение этому феномену.
Таким образом, вы должны теперь понимать, почему погружения
на воздухе имеют ограничения! Ограничивая глубину погружений, исходя из
парциального давления кислорода, вы по прежнему оказываетесь подвержены
азотному наркозу. Для снижения этих эффектов используются газы с
уменьшенной концентрацией «проблемных» газов – ТайМикс и ГелиОкс, но
это совсем другая история.
