我國首次飽和潛水 300米海底作業(yè)1月9日正式啟動,潛水員將在特別的生活艙里逐漸適應海底300米的壓強,最終實現(xiàn)海底出艙作業(yè)。
1月12日,北緯20度18分、東經(jīng)115度09分的南中國海海域。5時零9分,搭載著交通運輸部上海打撈局胡建、管猛、董猛3名潛水員的潛水鐘,從300米水深的海底回到工作母船的甲板上,完成與生活艙的對接,3名潛水員返回到生活艙里休息?,F(xiàn)場總指揮郭杰宣布,3名潛水員圓滿完成我國首次300米飽和潛水海底出潛探摸作業(yè),巡回深度達到313.5米。這是300米深的海底首次迎來了中國人的身姿,中國由此具備了人工潛入300米深的海底“龍宮”探寶的能力。
飽和潛水是目前世界上唯一一種可以使?jié)撍畣T直接暴露于高壓環(huán)境的潛水方式。
那么什么是飽和潛水呢?360百科作如下介紹——
飽和潛水是一種適用于大深度條件下,開展長時間作業(yè)的潛水方式。按照國際慣例,當潛水作業(yè)深度超過120米、時間超過1小時,一般采用飽和潛水。作為唯一一種可使?jié)撍畣T直接暴露于高壓環(huán)境開展水下作業(yè)的潛水方式,飽和潛水已廣泛應用于失事潛艇救援、海底施工作業(yè)、水下資源勘探、海洋科學考察等軍事和民用領域。
潛水員在海洋的某個深度工作一段時間后,不必匆忙回到海面上來減壓,可以繼續(xù)在海中呆下去,直到工作干完后再返回海面,進行一次減壓就行了,這種潛水方法就叫做“飽和潛水”。按照國際慣例,當潛水作業(yè)深度超過120米、時間超過1小時,一般采用飽和潛水。
作為唯一一種可使?jié)撍畣T直接暴露于高壓環(huán)境開展水下作業(yè)的潛水方式,飽和潛水已廣泛應用于失事潛艇救援、海底施工作業(yè)、水下資源勘探、海洋科學考察等軍事和民用領域。世界各國都十分重視飽和潛水技術研究,據(jù)了解,英、美、瑞士、挪威、法、德、日本、俄羅斯等8國已先后突破400米深度;海上實際深潛實驗,法國、日本已分別達到534米和450米。
據(jù)介紹:“減壓病”一直是飽和潛水最大的威脅。減壓病是由于高壓環(huán)境作業(yè)后減壓不當,體內原已溶解的氣體超過了過飽和界限,在血管內外及組織中形成氣泡所致的全身性疾病。在減壓后短時間內或減壓過程中發(fā)病者為急性減壓病。主要發(fā)生于股骨、肱骨和脛骨,緩慢演變的缺血性骨或骨關節(jié)損害為減壓性骨壞死。
水下作業(yè)時,身體每下潛10m,大致相當于增加一個大氣壓的壓力,所增加的壓力稱附加壓。附加壓和地面大氣壓的總和,稱總壓或絕對壓(ATA)。機體在高氣壓環(huán)境下,肺泡內各種氣體分壓隨之增高,并立即與吸入壓縮空氣中各種氣體的分壓相平衡。因肺泡內氣體分壓高于血液中氣體壓力,氣體便按照波義耳定律,相應地增加了氣體在血液中的溶解量,再經(jīng)血循環(huán)運送至各組織。其中大部分氧及二氧化碳迅速被血紅蛋白及血漿內成分所吸收,僅少量以物理狀態(tài)游離于體液中。氮在體液內的溶解量與氣壓高低和停留時間長短成正比。由于氮在各組織中溶解度不同,因此在組織中分布也不相等。氮在脂肪中溶解度約為血液中的5倍,所以大部分氮集中于脂肪和神經(jīng)組織中。
當人體由高氣壓環(huán)境逐步轉向正常氣壓時,體內多余的氮便由組織中釋放而進入血液;并經(jīng)肺泡逐漸緩慢地排出體外,無不良后果。當減壓過速,超過外界總氣壓過多時,就無法繼續(xù)維持溶解狀態(tài),于是在幾秒至幾分鐘內游離為氣相,以氣泡形式聚積于組織和血液中;減壓愈快,產生氣泡愈速,聚積量也愈多。氮可長期以氣泡狀態(tài)存在。在脂肪較多而血循環(huán)較少的組織中,如脂肪組織、外周神經(jīng)髓鞘、中樞神經(jīng)白質、肌腱和關節(jié)囊的結締組織等,脫氮困難。除了血管內的氣泡外,氮氣泡往往聚積于血管壁外,擠壓周圍組織和血管,并刺激神經(jīng)末梢,甚至壓迫、撕裂組織,造成局部出血等癥狀。在脂肪少而血流通暢的組織中,氮氣泡多在血管內形成栓塞,阻礙血液循環(huán)。氣泡并可引起血管痙攣,導致遠端組織缺血、水腫及出血。根據(jù)栓塞部位及其所引起的組織營養(yǎng)障礙程度和時間久暫,可產生一系列癥狀。此外,由于血管內外氣泡繼續(xù)形成,造成組織缺氧及損傷,細胞釋放出鉀離子、肽、組胺類物質及蛋白水解酶等,后者又可刺激產生組胺及5-羥色胺。這類物質主要作用于微循環(huán)系統(tǒng),致使血管平滑肌麻痹,微循環(huán)血管阻塞等,進而減低組織與體液內氮的脫飽和速度。所以在減壓病的發(fā)病機理中,氣泡形成是原發(fā)因素;但因液氣界面作用,尚可繼發(fā)引起一系列病理生理反應,使減壓病的臨床表現(xiàn)顯得很復雜。
骨骼內氣泡的特殊作用,骨骼是一個不能擴張的組織。股骨、肱骨、脛骨等長骨內黃骨髓含脂量高,血流很緩慢,減壓時會產生多量氣泡,直接壓迫骨骼內的血管;骨骼營養(yǎng)血管內也有氣栓與血栓,容易造成局部梗塞,最終緩慢地引起無菌性的缺血性骨壞死。又稱減壓性骨壞死或無菌性骨壞死,其形成除了骨骼內氣泡的特殊作用外,還有脂肪栓塞、血小板凝聚、氣體引起滲透壓改變、自體免疫等作用的綜合結果。

有專家介紹,有潛水員從100多米深的海中打撈上來的龍蝦,居然會發(fā)生爆炸,其對人體的危害可想而知。
在這里再啰嗦說一下有關水下的壓強。初中物理中就介紹了液體內部會產生壓強,這是因為液體的物重引起的,如圖所示——
在水下H深處,橫截面為S的液片(人為想象出來的一種模型)上,其上的液柱的物重直接壓在這液片上,因此產生的壓強為
P = F / S = G / S= ρgSH / S=ρgH
從以上推導可以知道,液體內部產生的壓強由液體的密度和所處的深度決定。
若作估算,海水密度取1×103千克/米3【海水中含鹽等其它元素,其平均密度為1.025×103千克/米3】,g取10米/秒2,那么海水深為10米處,由于海水物重產生的壓強為
P =ρgH =1×103×10×10 =1×105(帕斯卡)
一個標準氣壓的值為1.013×105帕斯卡,可近似認為海水深度每增加10米,液體內部的壓強便增加一個大氣————壓。根據(jù)帕斯卡定律,這個壓強將大小不變地向各個方向傳遞。
再考慮到海平面上近似一個標準大氣壓,因此海水深度為H處的壓強為(H /10 + 1)大氣壓。
地球表面附近的物體,包括人體都承受著一個大氣壓的壓強。那么一個大氣壓是個什么概念?1×105帕斯卡,也就是在一平方米的面積上作用了10噸力,即在一平方厘米的面積上作用了1千克力。由于人體內也存在有一個大氣壓,因此外界大氣壓才沒有將人體壓扁。
潛水員要潛到300米水深,要出去作業(yè),他要承受將近31個大氣壓,也就是在一平方米的面積上作用了310噸力,即在一平方厘米的面積上作用了31千克力。這是相當大的壓強!
在這樣一個高壓情況下作業(yè)就必須給潛水員加壓,加壓到和海底300米深度一樣的大氣壓他們才能出去作業(yè)。他們就必須提前在身體里沖入氦氣,然后生活在特制生活艙里,呼吸氦氣和氧氣的混合物。
媒體介紹了飽和潛水員是怎樣生活的——
呼吸:呼吸氣體是由氦氣和氧氣組成的混合體,氦氣多,氧氣少,混合的比例因海深不同而不同。潛水員在生活艙和海底呼吸的都是這種氣體,呼吸過程倒不困難,但聲音變得像鴨子叫一樣。
壓力:在300米的深海里,潛水員要承受的壓力是31個大氣壓,比常人多30倍。在這種壓力下,人感覺就像被擠壓住了一樣,骨頭與骨頭貼得很緊,抬下手、動動腳,都很費力。
吃飯:有專門的廚師做飯,飯菜通過生活艙上的一個圓柱一樣的洞送進來。潛水員不能吃硬的,會損傷牙齒;不能吃黃豆等容易放屁的食物;不能吃蘿卜、韭菜等味道重的食物,以免污染狹小的環(huán)境;米飯、饅頭被擠壓粘在牙上,很難受,需要使勁咀嚼,才能吃下去;味覺變遲鈍,飯菜吃不出咸味來。
睡覺:6個人擠在長11米、寬3.8米、高3.5米的生活艙里。艙里有6個上下設置的床鋪,中間過道不到50厘米寬,床寬90厘米。沒有白天黑夜的感覺,睡覺不能關燈。由于容易疲勞,一天睡12個小時以上。
如廁:如廁、洗澡前后都要報告。地面監(jiān)控人員發(fā)出指令,潛水員才可放水沖馬桶,并關上放水閥門。然后,地面人員再打開另一個閥門,把污物排出到一個圓筒內。
穿衣:生活艙里保持著38攝氏度至40攝氏度的溫度,潛水員在艙里穿著短袖等純棉寬松的衣服。下海作業(yè)時,穿的是“熱水服”,流動著熱水的水管密布在衣服各處,不停止地給潛水員加熱,保持潛水員的正常體溫。
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