Назад к списку

Газы. Газовые смеси

Для поддержания жизнедеятельности нам необходим воздух, которым мы дышим, используя в процессе дыхания кислород. Однако в атмосферном воздухе кроме кислорода имеются и другие газы, на поверхности не оказывающие на нас никакого действия, но во время погружений под воду некоторые газы могут пагубно воздействовать на организм дайвера. Так, например, кислород на определённой глубине становится ядом, а не ощущаемый на поверхности азот на глубине вызывает азотный наркоз. Занимаясь дайвингом, человек должен понимать суть воздействия того или иного газа или их смесей на организм, это воздействие необходимо учитывать при планировании погружения. 


Итак, логично начать наш обзор с воздуха. На сегодняшний день это основной газовый состав, используемый в любительском дайвинге. В нормальном состоянии состав воздуха неизменен и выглядит следующим образом: 

  • Азот - 78,084%
  • Кислород - 20,946%
  • Аргон - 0,934%
  • Углекислый газ - 0,033%

Остальные слагаемые воздуха - гелий, неон, водород, криптон, ксенон, радон и окись углерода - редкие газы, составляющие 0,003% атмосферы. 

АЗОТ - весьма распространённый газ, легко вступает в реакции с другими веществами. Применительно к дайвингу азот можно рассматривать как инертный газ (не вступающий во взаимодействие с другими веществами), при процессе дыхания организмом не используемый. При занятии дайвингом азот, а также в определённой степени другие инертные газы, вдыхаемые под давлением, препятствуют прохождению нервных импульсов по центральной нервной системе. В результате происходит отравление инертным газом, похожее на наркоз, отсюда и возникли названия этого явления - азотный, или глубинный наркоз, азотка в просторечьи.На этом каверзы со стороны азота не заканчиваются. В соответствии с законом Генри, газ, вдыхаемый под давлением, по мере погружения растворяется в тканях, что требует контролировать процесс насыщения при погружении и рассыщения при всплытии. Для этого существуют планировщики, таблицы погружения, подводные компьютеры (декомпрессиметры) и компьютерные программы. В любительском дайвинге азот является основным газом, участвующем в процессах декомпрессии, однако причиной возникновения ДКБ (декомпрессионного заболевания) может стать практически любой газ.

КИСЛОРОД - высокореактивный газ, с лёгкостью вступающий во взаимодействие с другими элементами, образуя разнообразные соединения. Кислород - один из самых распространённых элементов в атмосфере. Наличие обширных запасов этого газа объясняется в первую очередь процессами, связанными с озоном, происходящими в верхних слоях атмосферы, и фотосинтезом фитопланктона в верхних, освещённых солнцем слоях океана. В отличии от азота, без кислорода наш организм обойтись не может, так как кислород используется в процессах обмена веществ, таких как трансформация пищи в энергию, необходимую для жизни. По этой причине кислород обычно никак не связан с декомпрессией, поскольку процессы, происходящие в нашем организме, регулируют его потребление таким образом, что градиент давления кислорода остаётся на низком уровне и это не приводит формированию декомпрессионных пузырьков. Как ни странно это звучит, но кислород при увеличении парциального давления при погружении становится ядовитым. Максимально допустимое значение парциального давления кислорода во время активного погружения составляет 1.4 ата. Для технодайверов при условии минимальной физической нагрузки во время прохождения декомпрессионных остановок это значение достигает 1.6 ата. При занятиях любительским дайвингом при использовании воздуха в качестве газовой смеси в баллоне, Вы никогда не достигнете значения парциального давления кислорода, равное 1.4 ата, однако при использовании найтрокса с повышеным процентным содержанием кислорода это вполне возможно. По этой причине необходжимо обязательно пройти курс по обогащённому воздуху для его использования в качестве газовой смеси для дайвинга. При погружениях на найтроксе доля азота в смеси уменьшается за счёт увеличения доли кислорода, однако в плане возникновения азотного наркоза найтрокс принято оценивать так же, как обыкновенный воздух. 

УГАРНЫЙ ГАЗ - в основном является продуктом деятельности человека, в природе окись углерода встречается редко. Окись углерода высокотоксична, не имеет вкуса и запаха, что затрудняет её обнаружение без специальных приборов. К счастью, окись углерода, как правило, входит в состав различных соединений, привкус или запах которых Вы можете различить. По этой причине нельзя погружаться с использованием воздуха, имеющего неприятный вкус или запах. Случаи попадания окиси углерода в баллоны для дайвинга крайне редки, но возможны. Причиной могут являться использование смазывающих веществ, не предназначенных для воздушных компрессоров, неправильное расположение самого компрессора, либо несвоевременная замена фильтров. Поэтому важно при занятии дайвингом погружаться в квалифицированном дайвинг-центре, где его сотрудники правильно эксплуатируют компрессор и вовремя его обслуживают.

ГЕЛИЙ - относительно редкий газ. До 1868 года существование гелия было обоснованно лишь теоретически, поскольку в природе не было его реальных проявлений. Учёные обнаружили его в хромосфере Солнца, и лишь спустя ещё 30 лет обнаружили гелий на Земле. По некоторым оценкам, запасы гелия, используемые в коммерческих целях, будут исчерпаны уже в этом столетии. Гелий - черезвычайно лёгкий газ (второй после водорода), инертен и стабилен настолько, что даже не вступает в соединение с самим собой для создания двухатомной газовой молекулы. Гелий играет очень важную роль в техническом дайвинге, поскольку он не оказывает наркотического воздействия на организм дайвера. В коммерческом дайвинге для глубоких погружений используют ГЕЛИОКС - смесь кислорода и гелия; в техническом дайвинге при погружениях на глубины более 50 метров находит применение ТРИМИКС - смесь из кислорода, азота и гелия в определённых пропорциях, зависящих от задач и плана погружения. Ещё одним преимуществом гелия как газа, входящего в состав газовой смеси для глубоких погружений, является его более низкая плотность по сравнению с кислородом или азотом, что обеспечивает лёгкость дыхания на глубине. Однако с гелием связаны и некоторые проблемы. Будучи лёгким газом, гелий быстрее проникает в ткани организма дайвера. Для конкретного погружения и заданного процентного содержания кислорода, при использовании гелия требуется более длительная декомпрессия, чем при погружении на воздухе или на найтроксе. Другая проблема в том, что теплопроводность гелия выше, чем у кислорода или азота. На дыхании это никак не сказывается, однако при использовании сухого костюма смесь с содержанием гелия мягко говоря, греет слабо. Поэтому многие технодайверы для поддува сухаря используют маленькие баллончики с аргоном, либо с воздухом.

ВОДОРОД - самый лёгкий из всех газов и самый распространённый элемент на планете, во многих отношениях мог бы стать идеальным газом для дайвинга. Водород можно легко получить путём использования электричества для разделения молекул воды на молекулы кислорода и водорода. Водород обладает меньшим наркотическим эффектом, чем кислород и азот, имеет ряд преимуществ перед гелием с точки зрения декомпрессии. Так же водород не вызывает НСВД (нервный синдром высокого давления, вызываемый гелием при черезвычайно высоком парциальном давлении на глубинах более 120 метров). Основной недостаток водорода - его высокая активность. В газообразном состоянии он активно взаимодействует с кислородом, образуя воду. При использовании водорода в дыхательной смеси, процентное содержание кислорода в ней не должно превышать 4%, иначе может произойти взрыв. Применяя закон Дальтона, нетрудно посчитать, что наименьшая глубина, на которой можно применять водород - 30 метров. Поскольку смеси с содержанием водорода взрывоопасны, существуют определённые правила по их использованию. В настоящее время и в ближайшем будущем погружения с использованием водорода останутся скорее всего эксперементальными, пока не предвидится его использование ни в техническом, ни тем более в любительском дайвинге.

НЕОН - газ, известный всем благодаря его свойству проводить электричество, излучая при этом свет. Несмотря на то, что это одно из наиболее известных свойств неона, через несколько десятилетий он может стать стандартным газом при выполнении технических погружений. В настоящее время его использование в дайвинге находится на стадии эксперемента, однако скоро это может измениться. Так же, как гелий, неон является инертным газом. Неон не обладает наркотическим эффектом, ибудучи немного плотнее, чем гелий, имеет по сравнению с ним ряд декомпрессионных преимуществ. Поскольку плотность неона выше, им труднее дышать на глубинах более 150 метров, однако для большинства задач в технодайвинге этот газ вполне подойдёт. Остаётся открытым вопрос о его стоимости - в чистом виде неон стоит дороже гелия. выход может быть найден в использовании ГЕЛИОНЕОНа, получаемого из воздуха путём замораживания, содержащая 25% гелия и 75% неона. По мере истощения запасов гелия и возрастания его стоимости гелионеон может заменить гелий в дайвинге.

АРГОН - физиологически инертный газ, вступающий во взаимодействие с другими веществами, но только не внутри живого организма. Непригоден в качестве компонента дыхательной смеси, погружаясь с применением аргона Вы уже на глубине 6 метров почувствовали бы наркотическое воздействие и затруднённость дыхания. Однако аргон является прекрасным теплоизолятором, что позволяет использовать его для поддува сухих костюмов при соблюдении мер безопасности.

Автор: Александр Устюгов.