- •Часть II
- •Оглавление
- •Глава 1. Физиология дыхания человека в условиях повышенного давления
- •Глава 2. Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания
- •Глава 3. Подводная техника
- •Глава 4. Системы снабжения, поддержания жизнедеятельные и утилизации в подводных лабораториях и жилищах
- •Введение
- •Физиология дыхания человека в условиях повышенного давления.
- •1. Давление и растворение газов
- •2. Дыхание и биохимические процессы
- •3. Декомпрессия
- •4. Дыхательные смеси
- •Выводы:
- •Проблема защиты человека в экстремальных условиях гипербарической среды обитания
- •1. Индифферентные газы
- •2. Гипербарические экосистемы
- •3. Экстремальная рабочая среда
- •4. Понятие экстремальной физиологии и медицины
- •5. Адаптация человека к экстремальным условиям среды
- •Факторы, связанные с физико-химическими свойствами
- •II. Факторы, связанные с физико-химическими свойствами воды и гидросферой.
- •III. Факторы, связанные со свойствами замкнутого газового пространства, создаваемого гипербарической техникой.
- •Давления и высокого парциального давления индифферентных газов на организм
- •Концепция адаптации человека к гипербарической среде
- •6. Использование аргона в дыхательной смеси водолаза
- •7. Гипотеза газового молекулярно – клеточного массажа
- •Подводная техника
- •1. Технические средства для глубоководных погружений
- •Конструктивные принципы и схемы использования
- •«Наблюдательные» погружения
- •Кратковременные погружения на глубину до 50 м.
- •«Насыщенные» погружения с дыхательными аппаратами новой конструкции
- •2. Подводные лаборатории
- •2.1. Наиболее распространенные конструкции
- •Простейшие варианты подводных лабораторий
- •Варианты с комбинированными корпусами
- •Самоходные конструкции
- •Примеры существующих «иглу»
- •Примеры существующих подводных лабораторий
- •2.2. Системы обеспечения
- •Аварийные системы
- •2.3. Спасательные средства
- •2.4. Способы погружения подводных лабораторий
- •2.5. Доставка персонала
- •Системы снабжения, поддержания жизнедеятельности и утилизации
- •1. Конструктивные особенности глубоководных комплексов
- •2. Особенности составных элементов Погружающиеся камеры
- •Палубные декомпрессионные установки
- •Спасательные барокамеры
- •3. Энергообеспечение
- •4. Система газоснабжения и хранения газов
- •Система обеспечения газового состава с производством кислорода на основе электролиза воды
- •5. Система водоснабжения и питания
- •Системы водообеспечения и питания на запасах
- •Обеспечение водоснабжения за счет обессоливания морской воды
- •Нетрадиционные и утилизационные источники энергии при опреснении
- •6. Утилизация отходов
- •Характеристика отходов жизнедеятельности и технических систем
- •Утилизация газовых дыхательных смесей
- •Утилизация бытовых отходов и отходов научной деятельности подводных лабораторий
2. Дыхание и биохимические процессы
Если бы трудности, с которыми сталкивается человек при погружении в аппаратах открытой циркуляции, сводились только к проблеме выделения растворенных газов, процесс освоения подводного мира, вероятно, шел бы гораздо быстрее. К сожалению, на явления, которые мы сейчас описали, наслаиваются другие, еще более сложные. Они зависят от химических свойств вдыхаемых газов, а также от реакции нервной системы на повышение давления.
До Поля Бэра лишь очень немногие физиологи предполагали, что при повышенном давлении воздух, может стать токсичным. И это действительно трудно себе представить, не имея соответствующих предпосылок. Поскольку воздух состоит из кислорода, азота и очень незначительного количества углекислого газа, необходимо знать действие каждого из этих газов на человеческий организм в условиях различных давлений.
Человек переносит чистый кислород под давлением не более 1,7 кг/см2 без каких-либо последствий, хотя может ощущать при этом легкую, безвредную эйфорию (возбуждение). Однако продолжительное пребывание в атмосфере чистого кислорода может привести к тяжелым органическим поражениям. В первые часы нет никаких симптомов, но при переходе давления через 1,7 кг/см2 у большинства водолазов появляются подергивание мышц лица (тик), судороги лицевых мышц, общие повторяющиеся судорожные припадки, потеря сознания; все это может окончиться смертью. Следовательно, кислород — токсичный газ. В чистом виде его можно применять только при погружении на глубину не более 7м.
Воздух содержит около 21 % кислорода. Отсюда можно сделать вывод, что предел, за который нельзя заходить — 8 атм,— соответствует глубине 70 м. В действительности же разбавление кислорода азотом задерживает токсическое действие последнего и оно проявляется лишь по достижении глубины 90 м, где РО2 составляет 2 кг/см2. Пока мы еще не имеем удовлетворительного объяснения этого явления.
Азот оказывает иное действие. Впервые вызванные им физиологические нарушения были описаны в 1930 г. англичанами Хиллом и Маклеодом под названием «азотный наркоз». Это заболевание, поражающее водолазов, и впрямь похоже на наркоз — все чувства притупляются, возникает какое-то оцепенение. А иногда водолаз впадает в состояние, напоминающее опьянение, или же его охватывает панический страх. Как бы то ни было, всегда нарушается мыслительная функция и общая координация.
И наконец, углекислый газ становится смертельным, как только его содержание в воздухе при атмосферном давлении достигает 9%, то есть при парциальном давлении 90 г/см2. В обычном воздухе очень мало углекислого газа — всего 0,03 % в замкнутой атмосфере, и человек может выдержать лишь двухпроцентную его концентрацию, а затем возникает головная боль, одышка, головокружение и полуобморочное состояние, кончающееся полной потерей
сознания.
Следовательно, физические и химические свойства газов играют большую роль при дыхании под высоким давлением и затрудняют применение кислорода при парциальных давлениях свыше 1,7 кг/см2 - если он в чистом виде, и 2 кг/см2 -когда он входит в состав газовой смеси. Азот не обладает токсичностью, но отрицательно сказывается на поведении водолазов, когда его парциальное давление достигает некой индивидуально варьирующей величины - приблизительно около 6 кг/см2.