Воздействие газов наорганизм человека при атмосферном и избыточном давлении существенно отличается.С возрастанием давлениястечениемвремени растворимость газов в организме, который примерно на 70% состоит из жидкости, увеличивается (действуют законы Дальтона и Генри), что приводит к ряду нежелательных и опасных эффектов.
Кратко рассмотрим их суть.
Кислород. Является основным газом, принимающим участие в окислительных; процессах, происходящих в организме человека.
Нормой является содержание в воздухе при нормальном давлении20-21% кислорода (парциальное давление ро2,=0,21 ата). При уменьшении coдержания кислорода до 18 % наступает кислородное голодание (парциальное давление ро2=0,125 ата), сопровождающееся потерей сознания. а в некоторых случаях - гибельючеловека.
При парциальном давлении, равном ро2=2.8ата, кислород вызываетзаболевание, называемое кислородным отравлением.В аппаратах, работающих на сжатом воздухе (аквалангах),кислородное отравление моглобы возникнуть лишь на очень больших глубинах (130-140 м).На глубине 60 м парциальное давление кислорода в сжатомвоздухе составляет около 1,4 ата. Дышать воздухом с таким парциальным давлением кислорода совершенно безопасно.
Азот. В обычных условиях физиологически нейтрален (индифферентен), не принимает участие вобмене веществ.Но при повышенном давлении по сравнению с другимигазами воздухаобладает повышенной растворимостью в крови ив тканях человеческого организма. Степеньнасыщения организмаазотом зависит не толькоот величиныдавления, нои от времени, в течение которогоорганизм находился под этимдавлением. Для азота также существуют пороговые значения парциальногодавлениярN2= 6 - 7 ата (глубиныболее 60 м), прикоторых наступаетярко выраженное действие азота наорганизм человека, такназываемый азотный наркоз. Наглубине 60 м парциальноедавление азота в сжатом воздухе составляет примерно 5,5ата, поэтомупри погружениина глубины более 60 м используются искусственныедыхательные смеси,в которых азот частично или полностью заменяетсягелием.
Другой аспект опасногодействия азота при повышенном давлении- возможность возникновенияу человека декомпрессионной (кессонной) болезни. Это может произойти в томслучае, если внешнее давление снижается быстро (стремительныйподъем с глубины),а азот, растворенный в крови и в тканях, не успевая вмолекулярном виде удалиться через легкие, начинает выделяться в видегазовых пузырьков по всемуорганизму. Образующиеся в тканях икрови пузырьки различных размеровсдавливаютокончания чувствительныхнервов и закупориваюткровеносныесосуды - возникает декомпрессионная (кессонная) болезнь.
Отсюда вытекает необходимость выбора строго определенных скорости и режима подъема с глубин, при соблюдении которых растворенный в крови и тканях азот будет выделяться в молекулярном виде через легкие.
Принято, при расчетах режимов декомпрессии и работе с декомпрессионными таблицами, за среднее значение безопасной скорости подъема пловца брать величину 10 м/с.
Углекислый газ. Является конечным продуктом окислительных процессов в организме человека. Удаляется из организма с выдыхаемым воздухом. При парциальном давлении рсо = 0,03 ата (соответствует содержанию 3 % СО2 в воздухе при нормальном давлении) проявляется отравляющее действие углекислого газа. Если в воздухе при нормальном давлении содержится 10% СО2 или более, то человек теряет сознание. Верхним безопасным пределом по СО2 для водолазов считается парциальное давление, равное 0.01 ата.
Поэтому необходимо строго следить за чистотой атмосферного воздуха, которым заряжаются баллоны дыхательных аппаратов (при глубине 60 м и содержании в воздухе всего лишь 0,03 % СО2 парциальное давление углекислого газа достигает 0.0021 ата).
Окись углерода (угарный газ). Представляет собой исключительную опасность для организма человека. Содержание в воздухе всего 0,05 % окиси углерода (СО) может вызвать тяжелое отравление. Загрязнение воздуха окисью углерода происходит чаще всего выхлопными газами различных двигателей внутреннего сгорания, в которых может содержаться до 2,8 % СО. Необходимо тщательно контролировать процесс зарядки акваланга непосредственно от компрессора, исключить возможность загрязнения воздуха выхлопными газами, так как при повышенном давлении опасность отравления окисью углерода многократно возрастает..
Инертные газы. В атмосферном воздухе в очень небольших количествах содержатся инертные газы - гелий, неон, аргон, которые заметного влияния на организм человека при повышенном давлении не оказывают.
2.2. Вода иее свойства
Жидкости - это вещества, находящиеся в состоянии, промежуточном между твердым и газообразным. Для них характерна большая подвижность частиц и малое свободное пространство между ними. Отсюда - два основных свойства жидкостей: также, как и газы, они легко меняют форму, но, как и твердые тела, обладают весьма малой сжимаемостью.
Вода - жидкость, представляющая собой устойчивое химическое соединение водорода с кислородом (Н2О). В природной воде, особенно морской, содержится большое количество растворенных солей (до 35 г/л). Основными физическими характеристиками воды, определяющими условия и особенности подводных погружений, являются: плотность, температура, теплоемкость, теплопроводность, прозрачность.
Плотность воды
Вода значительно более плотная среда, чем воздух. При температуре 4 °С плотность пресной воды (т.е. масса единицы объема) равняется 1 г/см3, что примерно в 775 раз больше, чем плотность воздуха. Из-за наличия солей плотность морской воды на 2-3 % больше указанного значения и в среднем составляет 1.025 г/см3.
Соотношение между плотностью и удельным весом воды имеет вид:
g =rg (11)
где; g -удельный вес воды;
r - плотность воды;
g - ускорение свободного падения.
Поскольку вода является практически несжимаемой средой, в расчетах обычно полагают что r = const.
Температура воды
Температура воды изменяется в широком диапазоне, в зависимости от района плавания, времени года и глубины погружения. На больших глубинах (более 100 м) температура воды остается приблизительно постоянной и составляет около 4°С.
