只有深水潛水的氧氣瓶中才必須填充氧氣和氦氣.氦氣不容易發(fā)生深海麻痹現(xiàn)象,在深海潛水中氦氣是用來代替氮氣的.
一般的潛水活動(又可稱為水肺潛水),潛水者沉潛至水面下活動所背負(fù)的壓縮空氣成份與自然空氣相同,其中有1/5的氧氣,和4/5的氮氣 (N2).氣瓶中的氮氣,在高壓下氮分子會融入神經(jīng)細(xì)胞而造成不同程度的麻醉性.大約停留於水中30公尺的壓力一個小時后,人體就會開始產(chǎn)生所謂「氮醉」的麻痹現(xiàn)象.但若使用純氧潛水在30公尺水深的壓力下,停留一個小時以上時,也會引發(fā)人類腦部的氧中毒.所以當(dāng)潛水者在深海中需要停留相當(dāng)長的時間時,就必須以氦氣取代氮氣,依適當(dāng)?shù)谋壤褂煤ぃ趸旌蠚怏w潛水,稱之為氦氧潛水.
潛水病與減壓病
潛水病是潛水到一定深度后發(fā)生的一種病.減壓病是當(dāng)潛水員超過了潛水時間或是達(dá)到一定深度之后快速出水時發(fā)生的一種病.
潛水員每下潛10m,他身體受到的水壓強就增大105Pa.為了使體內(nèi)外各部分的壓強處于平衡,必須吸入壓強跟周圍水壓相等的壓縮空氣,這就使得潛水員呼吸時吸入的氣體增多.吸入的氣體不只在肺中發(fā)生氣體交換,氮和氧一樣也會進(jìn)到血液和組織中去.氮氣進(jìn)入血液并產(chǎn)生一定的壓力,這種壓力對潛水人員會引起一種麻醉作用,這種病的癥狀跟喝醉酒出現(xiàn)的癥狀差不多,患者失去正常工作能力,動作失調(diào),失去控制能力,這就是深水麻醉.
潛水員潛入深海以后或在潛水箱中工作時,有相當(dāng)多的氮氣溶解于潛水員的血液和組織中,在潛水員從水中升起時,上升的速度必須相當(dāng)緩慢,以便血液和組織中的氮氣能擴(kuò)散出來.在從深海逃難或深海潛水中必須快速上浮時,壓強從幾個大氣壓突然下降,這對人體是特別有害的.這時氮氣從組織中釋放出來形成不溶解的氣泡.這種氣泡在小血管中形成栓塞,阻止血液流過.這會引起肌肉和關(guān)節(jié)疼痛,如果中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生栓塞,甚至?xí)霈F(xiàn)麻痹,厲害時甚至癱瘓或死亡,這就是減壓病.
減壓病主要是由于壓強突然減小造成的,如果外部壓強不是突然減小,而是緩慢地減小,那么血液中的氣體就可以慢慢地擴(kuò)散出來,不致形成氣泡,對潛水員就不致造成傷害.對于潛入10m以下的潛水員,為了避免減壓病危險,必須制定詳細(xì)的減壓時間方案,即仔細(xì)計算好他的上浮時間和減壓時間.比如,潛水員要潛40m深,在水中停留50min（其中包括下潛到這個深度所用的時間）,為了保證他安全返回水面,所需的上浮時間和減壓時間總共約需61min；其中潛水員一定要在9m深處停留5min,在6m和3m深處各休息約20min.如果潛入120m深處,停留20min,所需的減壓時間就要長達(dá)180min左右.
減壓的安全時間,不僅與潛水深度和在水中持續(xù)的時間長短有關(guān),同時還與吸入氣體的成分有關(guān)系.為了預(yù)防潛水病和減壓病的發(fā)生,現(xiàn)在潛水員都使用氦氧混合氣體來代替壓縮空氣,這可以防止深水麻醉,也可以避免減壓病,還能增加潛水深度.