Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Дыхательный газ
Trimix label.png
Этикетка баллона Trimix для акваланга
ИспользуетГаз, используемый для дыхания человека
Похожие материалыВоздух , Гелиокс , Найтрокс , Кислород , Тримикс , Газовая смесь для подводного плавания , Баллон для дайвинга , Акваланг , Ребризер
Моряки проверяют дыхательные аппараты в море.

Дыхание газ представляет собой смесь газообразных химических элементов и соединений , используемые для дыхания . Воздух - это самый распространенный и единственный природный газ для дыхания. Но другие смеси газов или чистый кислород также используются в дыхательном оборудовании и закрытых средах обитания, таких как акваланг , водолазное оборудование с надводной системой, камеры рекомпрессии , высотный альпинизм , высоколетные самолеты , подводные лодки , космические костюмы , космические корабли , медицинские оборудование для жизнеобеспечения и оказания первой помощи , а также аппараты для обезболивания . [1] [2][3]

Кислород является важным компонентом любого дыхательного газа при парциальном давлении от 0,16 до 1,60 бар при атмосферном давлении . Кислород обычно является единственным метаболически активным компонентом, если газ не является анестезирующей смесью. Некоторая часть кислорода в дыхательном газе потребляется метаболическими процессами, а инертные компоненты остаются неизменными и служат в основном для разбавления кислорода до соответствующей концентрации и поэтому также известны как разбавляющие газы. Поэтому большинство дыхательных газов представляют собой смесь кислорода и одного или нескольких инертных газов . [1] [3]Другие дыхательные газы были разработаны для улучшения характеристик обычного воздуха за счет снижения риска декомпрессионной болезни , сокращения продолжительности декомпрессионных остановок , уменьшения азотного наркоза или обеспечения более безопасного глубокого погружения . [1] [3]

У безопасного дыхательного газа для использования в условиях гипербарии есть три основных характеристики:

  • Он должен содержать достаточно кислорода для поддержания жизни, сознания и скорости работы дышащего. [1] [2] [3]
  • Он не должен содержать вредных примесей. Окись углерода и двуокись углерода являются обычными ядами, которые могут загрязнять дыхательные газы. Есть много других возможностей. [1] [2] [3]
  • Он не должен становиться токсичным при вдыхании под высоким давлением, например, под водой . Кислород и азот являются примерами газов, которые становятся токсичными под давлением. [1] [2] [3]

Методы, используемые для заполнения водолазных баллонов другими газами, кроме воздуха, называются смешиванием газов . [4] [5]

Дыхательные газы для использования при атмосферном давлении ниже нормального атмосферного давления обычно представляют собой воздух, обогащенный кислородом для обеспечения достаточного количества кислорода для поддержания жизни и сознания или для обеспечения более высоких уровней нагрузки, чем это было бы возможно при использовании воздуха. Обычно дополнительный кислород подают в виде чистого газа, добавляемого к воздуху для дыхания при вдохе или через систему жизнеобеспечения.

Для дайвинга и других видов гипербарического использования [ править ]

Закрытый колокол, используемый для погружения с насыщением, показывает баллоны аварийной подачи газа

Используются следующие распространенные газы для дыхания при дайвинге:

  • Воздух представляет собой смесь из 21% кислорода , 78% азота и примерно 1% других газовых примесей, в основном аргона ; для упрощения расчетов последний 1% обычно рассматривается как азот. Дешевый и простой в использовании, это самый распространенный газ для дайвинга. [1] [2] [3] Поскольку его азотный компонент вызывает азотный наркоз , считается, что он имеет безопасный предел глубины около 40 метров (130 футов) для большинства дайверов, хотя максимальная рабочая глубина воздуха с допустимой долей кислорода давление 1,6 бар составляет 66,2 метра (218 футов). [1] [3] [6] Воздух для дыхания - это воздух, отвечающий установленным стандартам содержания загрязняющих веществ.
  • Чистый кислород в основном используется для ускорения неглубоких декомпрессионных остановок в конце военного , коммерческого или технического погружения . Риск острого кислородного отравления быстро возрастает при давлении морской воды более 6 метров. [1] [2] [3] [6] Он часто использовался в ребризерах водолазов и до сих пор используется пловцами-атакующими. [2] [6] [7] [8]
  • Найтрокс представляет собой смесь кислорода и воздуха и обычно относится к смесям, которые содержат более 21% кислорода. Его можно использовать в качестве инструмента для ускорения декомпрессионных остановок в воде или для снижения риска декомпрессионной болезни и, таким образом, продления погружения (распространенное заблуждение состоит в том, что дайвер может погружаться глубже, это неверно из-за меньшей максимальной глубины погружения. чем в обычном эфире). [1] [2] [3] [9]
  • Trimix представляет собой смесь кислорода, азота и гелия и часто используется на глубине при техническом и коммерческом дайвинге вместо воздуха, чтобы уменьшить азотный наркоз и избежать опасности кислородного отравления. [1] [2] [3]
  • Гелиокс представляет собой смесь кислорода и гелия и часто используется в глубокой фазе коммерческого глубокого погружения для устранения азотного наркоза. [1] [2] [3] [10]
  • Гелиар - это форма тримикса, которая легко смешивается из гелия и воздуха без использования чистого кислорода. Соотношение кислорода и азота всегда составляет 21:79; остаток смеси - гелий. [3] [11]
  • Hydreliox представляет собой смесь кислорода, гелия и водорода и используется для погружений на глубину ниже 130 метров в коммерческих дайвингах. [1] [3] [10] [12] [13]
  • Hydrox , газовая смесь водорода и кислорода , используется в качестве дыхательного газа при очень глубоких погружениях . [1] [3] [10] [12] [14]
  • Неокс (также называемый неоноксом) - это смесь кислорода и неона, иногда используемая при глубоком коммерческом дайвинге. Применяется редко из-за своей стоимости. Кроме того, симптомы ДКБ, вызываемые неоном («neox bends»), имеют плохую репутацию, поскольку широко сообщаются, что они более серьезны, чем симптомы, вызываемые точно таким же столом для погружений и смешанным с гелием. [1] [3] [10] [15]
Общепринятая цветовая кодировка баллонов с газом для дыхания в индустрии подводного плавания. [16]
ГазСимволТипичные цвета плечПлечо цилиндраЧетырехместный верхний
конец рамы / рамы клапана
Медицинский кислородO 2
белыйбелый
Смеси кислорода и гелия
(Heliox)		O 2 / HeКоричневые и белые
четвертинки или полосы		Коричневые и белые
короткие (20 см)
чередующиеся полосы

Смеси кислорода, гелия и азота (Тримикс)		O 2 / He / N 2Черные, белые и коричневые
четвертинки или полосы		Черные, белые и коричневые
короткие (20 см)
чередующиеся полосы
Смеси кислорода и азота
(Nitrox), включая воздух		N 2 / O 2Черно-белые
четверти или полосы		Черно-белые
короткие (20 см)
чередующиеся полосы

Воздух для дыхания [ править ]

Воздух для дыхания - это атмосферный воздух со стандартом чистоты, подходящим для дыхания человека в указанном применении. Для гипербарического использования парциальное давление загрязняющих веществ увеличивается пропорционально абсолютному давлению и должно быть ограничено безопасным составом для глубины или диапазона давления, в котором оно должно использоваться.

Классификация по фракции кислорода [ править ]

Дыхательные газы для дайвинга классифицируются по фракции кислорода. Границы, установленные властями, могут незначительно отличаться, поскольку эффекты постепенно меняются в зависимости от концентрации и между людьми, и их нельзя точно предсказать. [ необходима цитата ]

Нормоксический
где содержание кислорода не сильно отличается от содержания кислорода в воздухе и позволяет непрерывно безопасно использовать его при атмосферном давлении. [ необходима цитата ]
Гипероксический или обогащенный кислородом
где содержание кислорода превышает атмосферный уровень, как правило, до уровня, при котором наблюдается некоторый измеримый физиологический эффект при длительном использовании, а иногда требуются специальные процедуры для обращения из-за повышенной опасности возгорания. Связанные с этим риски - кислородное отравление на глубине и пожар, особенно в дыхательном аппарате. [ необходима цитата ]
Гипоксический
где содержание кислорода меньше, чем в воздухе, как правило, до такой степени, что существует значительный риск измеримого физиологического эффекта в краткосрочной перспективе. Непосредственным риском обычно является потеря трудоспособности из-за гипоксии на поверхности или вблизи нее. [ необходима цитата ]

Отдельные составляющие газы [ править ]

Дыхательные газы для дайвинга смешиваются из небольшого количества компонентов, которые придают смеси особые характеристики, недоступные из атмосферного воздуха.

Кислород [ править ]

Основную статью о медицинском использовании кислорода см. В разделе « Оксигенотерапия» .

Кислород (O 2 ) должен присутствовать в каждом дыхательном газе. [1] [2] [3] Это потому , что имеет важное значение для человеческого организма «ы метаболического процесса , который поддерживает жизнь. Человеческое тело не может хранить кислород для дальнейшего использования, как это происходит с пищей. Если организм лишается кислорода более чем на несколько минут, наступает бессознательное состояние и смерть. В ткани и органы в организме ( в частности сердца и мозга) повреждены , если лишены кислорода гораздо дольше , чем четыре минуты.

Наполнение баллона для дайвинга чистым кислородом стоит примерно в пять раз дороже, чем наполнение его сжатым воздухом. Поскольку кислород поддерживает горение и вызывает ржавчину в водолазных баллонах , при смешивании газов с ним следует обращаться с осторожностью . [4] [5]

Кислород исторически был получен путем фракционной перегонкой из жидкого воздуха , но все чаще получает не-криогенные технологии , такие как адсорбции при переменном давлении (PSA) и вакуумной адсорбция (VSA) технологии. [17]

Доля кислородного компонента дыхательной газовой смеси иногда используется при наименовании смеси:

  • гипоксические смеси, строго говоря, содержат менее 21% кислорода, хотя часто используется граница 16%, и предназначены только для дыхания на глубине в качестве «донного газа», где более высокое давление увеличивает парциальное давление кислорода до безопасного уровень. [1] [2] [3] Trimix , Heliox и Heliair - это газовые смеси, обычно используемые для гипоксических смесей и используемые в профессиональном и техническом дайвинге в качестве газов для глубокого дыхания. [1] [3]
  • Нормоксические смеси содержат столько же кислорода, что и воздух - 21%. [1] [3] Максимальная рабочая глубина нормоксичной смеси может составлять всего 47 метров (155 футов). Trimix с содержанием кислорода от 17% до 21% часто описывается как нормоксичный, потому что он содержит достаточно высокую долю кислорода, чтобы можно было безопасно дышать на поверхности.
  • гипероксические смеси содержат более 21% кислорода. Обогащенный воздух Nitrox (EANx) - это типичный гипероксичный газ для дыхания. [1] [3] [9] Гипероксические смеси, по сравнению с воздухом, вызывают кислородное отравление на малых глубинах, но могут использоваться для сокращения декомпрессионных остановок за счет более быстрого вывода растворенных инертных газов из организма. [6] [9]

Доля кислорода определяет наибольшую глубину, на которой можно безопасно использовать смесь, чтобы избежать кислородного отравления . Эта глубина называется максимальной рабочей глубиной . [1] [3] [6] [9]

Концентрация кислорода в газовой смеси зависит от фракции и давления смеси. Он выражается парциальным давлением кислорода (P O 2 ). [1] [3] [6] [9]

Парциальное давление любого компонента газа в смеси рассчитывается как:

парциальное давление = общее абсолютное давление × объемная доля газового компонента

Для кислородной составляющей

P O 2 = P × F O 2

куда:

P O 2 = парциальное давление кислорода
P = полное давление
F O 2 = объемная доля содержания кислорода

Минимальное безопасное парциальное давление кислорода в газе для дыхания обычно составляет 16  кПа (0,16 бар). Ниже этого парциального давления дайвер может подвергнуться риску потери сознания и смерти из-за гипоксии , в зависимости от факторов, включая индивидуальную физиологию и уровень нагрузки. Когда гипоксическая смесь вдыхается на мелководье, в ней может не быть достаточно высокого PO 2, чтобы дайвер находился в сознании. По этой причине нормоксические или гипероксические «газы для путешествий» используются на средней глубине между фазами «дна» и «декомпрессии» погружения.

Максимально безопасный уровень PO 2 в дыхательном газе зависит от времени воздействия, уровня физических упражнений и безопасности используемого дыхательного оборудования. Обычно оно составляет от 100 кПа (1 бар) до 160 кПа (1,6 бар); для погружений продолжительностью менее трех часов обычно считается 140 кПа (1,4 бар), хотя известно, что ВМС США разрешают погружения с PO 2 до 180 кПа (1,8 бар). [1] [2] [3] [6] [9] При высоком P O 2 или более длительных экспозиций, водолаз риски кислорода токсичность , которая может привести к захвату . [1] [2] Каждый дыхательный газ имеет максимальную рабочую глубину.что определяется содержанием в нем кислорода. [1] [2] [3] [6] [9] Для терапевтической рекомпрессии и гипербарической оксигенотерапии в камере обычно используется парциальное давление 2,8 бар, но нет риска утонуть, если человек теряет сознание. [2]

Анализаторы кислорода используются для измерения парциального давления кислорода в газовой смеси. [4]

Divox предназначен для дыхания кислородом, пригодным для использования в дайвинге. В Нидерландах чистый кислород для дыхания считается лечебным, в отличие от промышленного кислорода, который используется при сварке , и доступен только по рецепту врача . Индустрия дайвинга зарегистрировала Divox в качестве товарного знака для дыхания кислородом, чтобы обойти строгие правила, касающиеся медицинского кислорода, что упростило (рекреационным) аквалангистамчтобы получить кислород для смешивания их дыхательного газа. В большинстве стран нет разницы в чистоте медицинского кислорода и промышленного кислорода, поскольку они производятся одними и теми же методами и производителями, но имеют разную маркировку и наполнение. Основное различие между ними заключается в том, что следы учета медицинского кислорода намного шире, чтобы легче было идентифицировать точный след производства «партии» или партии кислорода в случае обнаружения проблем с его чистотой. Кислород авиационного класса похож на медицинский кислород, но может иметь более низкое содержание влаги. [4]

Азот [ править ]

Азот (N 2 ) - это двухатомный газ и основной компонент воздуха , самый дешевый и наиболее распространенный газ для дыхания, используемый для дайвинга. Он вызывает азотный наркоз у дайвера, поэтому его использование ограничивается более мелкими погружениями. Азот может вызвать декомпрессионную болезнь . [1] [2] [3] [18]

Эквивалентная воздушная глубина используется для оценки требований к декомпрессии смеси найтрокс (кислород / азот). Эквивалентная наркотическая глубина используется для оценки наркотической активности тримикса (смесь кислорода / гелия / азота). Многие дайверы считают, что уровень наркоза, вызванный погружением на 30 м (100 футов) при вдыхании воздуха, является комфортным максимумом. [1] [2] [3] [19] [20]

Азот в газовой смеси почти всегда получается добавлением к смеси воздуха.

Гелий [ править ]

2% накопитель Heliox. 2% кислорода по объему достаточно при давлении, превышающем 90 мсв.

Гелий (He) - это инертный газ, который менее наркотичен, чем азот при эквивалентном давлении (на самом деле нет никаких доказательств какого-либо наркоза от гелия), поэтому он больше подходит для более глубоких погружений, чем азот. [1] [3] Гелий в равной степени может вызвать декомпрессионную болезнь . При высоком давлении гелий также вызывает нервный синдром высокого давления , который представляет собой синдром раздражения центральной нервной системы, который в некотором смысле противоположен наркозу. [1] [2] [3] [21]

Заполнение гелиевой смесью значительно дороже, чем заполнение воздухом из-за стоимости гелия и стоимости смешивания и сжатия смеси. [ необходима цитата ] [ требуется пояснение ]

Гелий не подходит для надувания сухого костюма из-за его плохих теплоизоляционных свойств - по сравнению с воздухом, который считается разумным изолятором, гелий имеет в шесть раз большую теплопроводность. [22] Низкая молекулярная масса гелия (молекулярная масса одноатомного азота = 4 по сравнению с молекулярной массой двухатомного азота = 28) увеличивает тембр голоса дышащего, что может затруднять общение. [1] [3] [23] Это связано с тем, что скорость звука выше в газе с более низким молекулярным весом, что увеличивает резонансную частоту голосовых связок. [1] [23] Утечка гелия из-за поврежденных или неисправных клапанов.легче, чем другие газы, потому что атомы гелия меньше по размеру, что позволяет им проходить через меньшие зазоры в уплотнениях .

Гелий в значительных количествах содержится только в природном газе , из которого его извлекают при низких температурах путем фракционной перегонки.

Неон [ править ]

"Neox" перенаправляется сюда. Информацию об испанской вещательной компании см. На телеканале Neox .

Неон (Ne) - это инертный газ, который иногда используют при глубоком коммерческом погружении, но он очень дорог. [1] [3] [10] [15] Как и гелий, он менее наркотичен, чем азот, но, в отличие от гелия, он не искажает голос дайвера. По сравнению с гелием неон обладает превосходными теплоизоляционными свойствами. [24]

Водород [ править ]

Водород (H 2 ) использовался в газовых смесях для глубоководных погружений, но он очень взрывоопасен при смешивании с более чем 4-5% кислорода (например, с кислородом, содержащимся в газе для дыхания). [1] [3] [10] [12] Это ограничивает использование водорода при глубоких погружениях и вводит сложные протоколы, гарантирующие, что избыток кислорода будет удален из дыхательного оборудования до начала дыхания водородом. Подобно гелию, он повышает тембр голоса дайвера. Смесь водорода и кислорода при использовании в качестве газа для дайвинга иногда называют Hydrox . Смеси, содержащие в качестве разбавителей водород и гелий, называются гидрелиоксом.

Нежелательные компоненты дыхательных газов для дайвинга [ править ]

Многие газы не подходят для дыхательных газов при нырянии. [5] [25] Вот неполный список газов, обычно присутствующих в среде дайвинга:

Аргон [ править ]

Аргон (Ar) - это инертный газ, который является более наркотическим, чем азот, поэтому обычно не подходит в качестве газа для дыхания при дайвинге. [26] Argox используется для исследований декомпрессии. [1] [3] [27] [28] Он иногда используется для надувания сухого костюма водолазами, у которых в качестве основного дыхательного газа используется гелий, из-за хороших теплоизоляционных свойств аргона. Аргон дороже воздуха или кислорода, но значительно дешевле гелия. Аргон входит в состав природного воздуха и составляет 0,934% от объема атмосферы Земли. [29]

Углекислый газ [ править ]

Диоксид углерода (СО 2 ) получают путем метаболизма в организме человека и может вызвать отравление диоксидом углерода . [25] [30] [31] Когда дыхательный газ рециркулирует в ребризере или системе жизнеобеспечения , диоксид углерода удаляется скрубберами перед повторным использованием газа.

Окись углерода [ править ]

Окись углерода (CO) - это высокотоксичный газ, который конкурирует с двуокисью углерода за связывание с гемоглобином, тем самым препятствуя переносу кислорода кровью (см. Отравление угарным газом ). Обычно это происходит при неполном сгорании . [1] [2] [5] [25] Четыре распространенных источника:

  • Выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, содержащие CO в воздухе, втягиваются в воздушный компрессор для дайвинга . CO во всасываемом воздухе не может быть остановлен никаким фильтром. Выхлопные газы всех двигателей внутреннего сгорания, работающих на нефтяном топливе, содержат некоторое количество CO, и это является особой проблемой на лодках, где воздухозаборник компрессора не может произвольно перемещаться как можно дальше от выхлопных газов двигателя и компрессора.
  • Нагревание смазочных материалов внутри компрессора может привести к их испарению в достаточной степени, чтобы они попали в систему впуска или впуска компрессора.
  • В некоторых случаях углеводородное смазочное масло может попадать в цилиндр компрессора непосредственно через поврежденные или изношенные уплотнения, и масло может (и обычно будет) затем подвергаться сгоранию, воспламеняясь из-за огромной степени сжатия и последующего повышения температуры. Поскольку тяжелые масла плохо горят, особенно если они не распылены должным образом, неполное сгорание приведет к образованию окиси углерода.
  • Подобный процесс продумывается [ кем? ] [ оригинальное исследование? ] потенциально может произойти с любым твердым веществом, содержащим «органические» (углеродсодержащие) вещества, особенно в баллонах, которые используются для гипероксичных газовых смесей. При выходе из строя воздушного фильтра (ов) компрессора в цилиндр попадет обычная пыль , которая содержит органические вещества (поскольку обычно содержит гумус ). Более серьезная опасность заключается в том, что частицы воздуха на лодках и в промышленных зонах, где заполнены баллоны, часто содержат продукты сгорания в виде частиц углерода (именно они делают грязную тряпку черной), и они представляют более серьезную опасность CO при попадании в баллон. . [ необходима цитата]

Окиси углерода обычно избегают, насколько это практически возможно, за счет размещения воздухозаборника в незагрязненном воздухе, фильтрации твердых частиц из всасываемого воздуха, использования подходящей конструкции компрессора и соответствующих смазочных материалов, а также обеспечения того, чтобы рабочие температуры не были чрезмерными. Если остаточный риск чрезмерен, в фильтре высокого давления можно использовать гопкалитный катализатор для преобразования моноксида углерода в диоксид углерода, который гораздо менее токсичен.

Углеводороды [ править ]

Углеводороды (C x H y ) присутствуют в смазочных материалах и топливе для компрессоров . Они могут попасть в водолазные баллоны в результате загрязнения, утечек, [ требуется разъяснение ] или из-за неполного сгорания вблизи воздухозаборника. [2] [4] [5] [25] [32]

  • Они могут действовать как горючее при сгорании, увеличивая риск взрыва , особенно в газовых смесях с высоким содержанием кислорода.
  • Вдыхание масляного тумана может повредить легкие и в конечном итоге вызвать дегенерацию легких с тяжелой липидной пневмонией [33] или эмфиземой .

Содержание влаги [ править ]

Процесс сжатия газа в водолазном баллоне удаляет влагу из газа. [5] [25] Это хорошо для предотвращения коррозии в баллоне, но означает, что дайвер вдыхает очень сухой газ. Сухой газ извлекает влагу из легких дайвера под водой, что способствует обезвоживанию , которое также считается предрасполагающим фактором риска декомпрессионной болезни . Это также неудобно, поскольку вызывает сухость во рту и горле и вызывает у дайвера жажду. Эта проблема уменьшается в ребризерах, потому что реакция натриевой извести , которая удаляет углекислый газ, также возвращает влагу в дыхательный газ. [8]В жарком климате дайвинг на открытом воздухе может ускорить тепловое истощение из-за обезвоживания. Другой проблемой, связанной с содержанием влаги, является тенденция влаги к конденсации при понижении давления газа при прохождении через регулятор; Это в сочетании с резким понижением температуры, а также из-за декомпрессии может привести к затвердеванию влаги в виде льда. Обледенение регулятора может привести к заклиниванию движущихся частей и выходу регулятора из строя или свободному течению. Это одна из причин того, что регуляторы акваланга обычно изготавливаются из латуни и хромируются (для защиты). Латунь, обладающая хорошими теплопроводными свойствами, быстро отводит тепло от окружающей воды к холодному, только что сжатому воздуху, помогая предотвратить обледенение.

Газовый анализ [ править ]

Электро-гальванический топливный элемент, используемый в дайвинг- ребризере

Газовые смеси обычно должны анализироваться либо в процессе, либо после смешивания для контроля качества. Это особенно важно для дыхательных смесей газов, ошибки в которых могут повлиять на здоровье и безопасность конечного пользователя. Большинство газов, которые могут присутствовать в водолазных баллонах, трудно обнаружить, потому что они не имеют цвета, запаха и вкуса. Электронные датчики существуют для некоторых газов, таких как анализаторы кислорода , анализатор гелия , детекторы окиси углерода и двуокись углерода детекторы. [2] [4] [5] Анализаторы кислорода обычно находятся под водой в ребризерах . [8] Анализаторы кислорода и гелия часто используются на поверхности во времясмешение газов для определения процентного содержания кислорода или гелия в смеси газов для дыхания. [4] Химические и другие методы обнаружения газов не часто используются при любительском дайвинге, но используются для периодической проверки качества сжатого воздуха для дыхания от компрессоров воздуха для дайвинга. [4]

Стандарты дыхательного газа [ править ]

Стандарты качества дыхательного газа публикуются национальными и международными организациями и могут применяться в соответствии с законодательством. В Великобритании Управление здравоохранения и безопасности указывает, что требования к газам для дыхания дайверов основаны на BS EN 12021: 2014. Технические характеристики указаны для кислородосовместимого воздуха, смесей найтрокса, полученных путем добавления кислорода, удаления азота или смешивания азота и кислорода, смесей гелия и кислорода (гелиокс), смесей гелия, азота и кислорода (тримикс) и чистого кислорода, для как системы с открытым контуром, так и системы регенерации, а также для подачи высокого и низкого давления (подача выше и ниже 40 бар). [34]

Содержание кислорода варьируется в зависимости от рабочей глубины, но допуск зависит от диапазона фракции газа, составляя ± 0,25% для фракции кислорода ниже 10% по объему, ± 0,5% для фракции от 10% до 20% и ± 1 % для фракции более 20%. [34]

Содержание воды ограничено риском обледенения регулирующих клапанов и коррозии поверхностей защитной оболочки - более высокая влажность не является физиологической проблемой - и обычно является фактором точки росы. [34]

Другими указанными загрязнителями являются двуокись углерода, окись углерода, масло и летучие углеводороды, действие которых ограничено токсическим действием. Другие возможные загрязняющие вещества следует анализировать на основе оценки риска, а требуемая частота тестирования на загрязняющие вещества также основана на оценке риска. [34]

В Австралии качество воздуха для дыхания определяется австралийским стандартом 2299.1, раздел 3.13 «Качество дыхательного газа». [35]

Дайвинг газовая смесь [ править ]

Основная статья: Газовая смесь для подводного плавания
Система смешивания газов с парциальным давлением воздуха, кислорода и гелия
Компрессорная установка непрерывного смешивания найтрокса

Смешивание газов (или смешивание газов) дыхательных газов для дайвинга - это заполнение газовых баллонов газами, не содержащими воздуха для дыхания.

Наполнение баллонов смесью газов опасно как для заправщика, так и для дайвера. Во время заполнения существует риск возгорания из-за использования кислорода и риск взрыва из-за использования газов под высоким давлением. Состав смеси должен быть безопасным для глубины и продолжительности планируемого погружения. Если концентрация кислорода слишком низкая, дайвер может потерять сознание из-за гипоксии, а если он слишком богат, дайвер может пострадать от кислородного отравления . Планируется и проверяется концентрация инертных газов, таких как азот и гелий, чтобы избежать азотного наркоза и декомпрессионной болезни.

Используемые методы включают периодическое смешивание парциальным давлением или массовой долей, а также процессы непрерывного смешивания. Готовые смеси анализируются на состав для безопасности пользователя. Законодательство может потребовать от смесителей газа доказать свою компетентность при заполнении для других лиц.

Гипобарические дыхательные газы [ править ]

Астронавт в скафандре Орлан у Международной космической станции

Газы для дыхания, предназначенные для использования при пониженном давлении окружающей среды, используются для полетов на большой высоте в негерметичных самолетах , в космических полетах , особенно в скафандрах , и для альпинизма на большой высоте . Во всех этих случаях главное внимание уделяется обеспечению адекватного парциального давления кислорода. В некоторых случаях в дыхательный газ добавлен кислород для достижения достаточной концентрации, а в других случаях дыхательный газ может быть чистым или почти чистым кислородом. [ необходима цитата ] Системы с замкнутым контуром может использоваться для сохранения дыхательного газа, который может быть в ограниченном количестве - в случае альпинизма пользователь должен нести дополнительный кислород, а в космическом полете стоимость подъема массы на орбиту очень высока.

Медицинские газы для дыхания [ править ]

Использование в медицине газов для дыхания, отличных от воздуха, включает кислородную терапию и анестезию.

Кислородная терапия [ править ]

Основная статья: Кислородная терапия
Человек в простой маске для кислородной терапии

Кислород необходим людям для нормального метаболизма клеток . [36] Воздух обычно содержит 21% кислорода по объему. [37] Обычно этого достаточно, но в некоторых случаях снабжение тканей кислородом затруднено.

Кислородная терапия , также известная как дополнительный кислород, - это использование кислорода в качестве лечебного средства . [38] Это может включать низкий уровень кислорода в крови , отравление угарным газом , кластерные головные боли и поддержание достаточного количества кислорода при введении ингаляционных анестетиков . [39] Долгосрочный кислород часто полезен людям с хронически низким содержанием кислорода, например, при тяжелой ХОБЛ или муковисцидозе . [40] [38] Кислород можно вводить разными способами, включая назальную канюлю , маску для лица и внутрьбарокамера . [41] [42]

Высокие концентрации кислорода могут вызвать кислородное отравление, такое как повреждение легких, или привести к дыхательной недостаточности у предрасположенных людей. [39] [37] Он также может высушить нос и увеличить риск возгорания у курящих . Рекомендуемая целевая насыщенность кислородом зависит от состояния, которое лечится. В большинстве случаев рекомендуется насыщение 94–98%, в то время как для тех, кто подвержен риску удержания углекислого газа , предпочтительнее насыщение на уровне 88–92%, а при токсичности окиси углерода или остановке сердца насыщение должно быть как можно более высоким. [38]

Использование кислорода в медицине стало обычным явлением примерно в 1917 году. [43] [44] Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения , самые безопасные и эффективные лекарства, необходимые в системе здравоохранения . [45] Стоимость домашнего кислорода составляет около 150 долларов США в месяц в Бразилии и 400 долларов США в месяц в США. [40] Домашний кислород может подаваться либо из кислородных баллонов, либо из кислородного концентратора . [38] Кислород считается наиболее распространенным методом лечения в больницах в развитых странах . [46] [38]

Анестезирующие газы [ править ]

Испаритель содержит жидкий анестетик и преобразует его в газ для ингаляции (в данном случае севофлуран).
Анестезиологический аппарат.
Бутылки с севофлураном , изофлураном , энфлураном и десфлураном , распространенными анестетиками на основе фторированного эфира, используемыми в клинической практике. Эти агенты имеют цветовую маркировку в целях безопасности. Обратите внимание на специальный фитинг для десфлурана, который кипит при комнатной температуре .

Наиболее распространенный подход к общей анестезии - использование общих ингаляционных анестетиков. Каждый из них имеет свою эффективность, которая зависит от его растворимости в масле. Эта взаимосвязь существует потому, что лекарственные препараты связываются непосредственно с полостями в белках центральной нервной системы, [ необходимо пояснение ], хотя было описано несколько теорий общего анестезирующего действия . Считается, что ингаляционные анестетики воздействуют на различные части центральной нервной системы. Например, иммобилизирующий эффект ингаляционных анестетиков является результатом воздействия на спинной мозг, тогда как седация, гипноз и амнезия затрагивают участки мозга. [47]: 515

Ингаляционный анестетик представляет собой химическое соединение , обладающее общие наркоз свойства , которые могут быть доставлены с помощью ингаляции. Агенты, представляющие значительный современный клинический интерес, включают летучие анестетики, такие как изофлуран , севофлуран и десфлуран , и анестезирующие газы, такие как закись азота и ксенон .

Администрация [ править ]

Анестезиологические газы вводятся анестезиологами (термин, который включает анестезиологов , медсестер-анестезиологов и помощников анестезиологов ) через анестезиологическую маску, дыхательные пути ларингеальной маски или трахеальную трубку, подключенную к испарителю анестетика и системе доставки анестетика . Аппарат для анестезии (британский английский) или наркозный аппарат (американский английский) или аппарат Бойля используются для поддержки введения анестезии.. Наиболее распространенным типом анестезиологического аппарата, используемого в развитом мире, является анестезиологический аппарат с непрерывным потоком, который разработан для обеспечения точной и непрерывной подачи медицинских газов (таких как кислород и закись азота ), смешанных с точной концентрацией анестетика. пара (например, изофлуран ) и доставьте его пациенту при безопасном давлении и потоке. Современные аппараты включают в себя вентилятор, аспиратор и устройства для наблюдения за пациентом . [ требуется уточнение ] [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Механическая вентиляция  - метод механической помощи или замены самостоятельного дыхания
  • Воздушный компрессор для дайвинга  - устройство, используемое для сжатия воздуха для дыхания для подводных дайверов.
  • Баллон для дайвинга  - баллон со сжатым газом под высоким давлением, используемый для хранения и подачи дыхательного газа для дайвинга.
  • Подкачивающий насос  - машина для повышения давления жидкости
  • Промышленный газ  - газообразные материалы, производимые для использования в промышленности.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Q R сек т у V ш х у г аа аЬ ас объявления аи аф аг ах а.и. Brubakk, АО; Т. С. Нойман (2003). Физиология и медицина дайвинга Беннета и Эллиотта (5-е изд.). США: Saunders Ltd. p. 800. ISBN 978-0-7020-2571-6.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Руководство по дайвингу ВМС США, 6-я редакция . Соединенные Штаты: Командование военно-морских систем США. 2006 . Проверено 29 августа 2008 .
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag Tech Diver. «Экзотические газы» . Архивировано из оригинала на 2008-09-14 . Проверено 29 августа 2008 .
  4. ^ Б с д е е г ч Harlow, V. (2002). Спутник кислородного хакера . Давление воздушной скорости. ISBN 978-0-9678873-2-6.
  5. ^ a b c d e f g = Миллар, Иллинойс; Mouldey, PG (2008). «Сжатый воздух для дыхания - опасность зла изнутри» . Дайвинг и гипербарическая медицина . Южнотихоокеанское общество подводной медицины . 38 (2): 145–51. PMID 22692708 . Проверено 28 февраля 2009 . 
  6. ^ a b c d e f g h Акотт, Крис (1999). «Кислородное отравление: краткая история использования кислорода в дайвинге» . Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины . 29 (3). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 . Архивировано из оригинала на 2010-12-25 . Проверено 29 августа 2008 .  
  7. Перейти ↑ Butler, FK (2004). «Кислородный дайвинг замкнутого цикла в ВМС США» . Undersea Hyperb Med . 31 (1): 3–20. PMID 15233156 . Архивировано из оригинала на 2010-05-13 . Проверено 29 августа 2008 . 
  8. ^ a b c Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл, ред. (1996). «Труды Rebreather Forum 2.0» . Научно-технический семинар по дайвингу. : 286. Архивировано из оригинальной по 2010-12-25 . Проверено 29 августа 2008 .
  9. ^ Б с д е е г Lang, М. (2001). DAN Nitrox Workshop Proceedings . Дарем, Северная Каролина: Сеть оповещения водолазов. п. 197. Архивировано из оригинала на 2008-10-24 . Проверено 29 августа 2008 .
  10. ^ a b c d e е Гамильтон-младший, Роберт В .; Шрайнер, Ханс Р., ред. (1975). Разработка процедур декомпрессии для глубин более 400 футов . Девятый семинар Общества подводной и гипербарической медицины. Bethesda, MD: Подводное и гипербарическое медицинское общество. п. 272 . Проверено 29 августа 2008 .
  11. ^ Боуэн, Курт. "Heliair: смесь бедняков" (PDF) . DeepTech . Проверено 13 января 2010 .
  12. ^ a b c Файф, Уильям П. (1979). «Использование невзрывоопасных смесей водорода и кислорода для дайвинга». Морской грант Техасского университета A&M . ТАМУ-СГ-79-201.
  13. ^ Rostain, JC; Гардетт-Шофур, MC; Lemaire, C .; Накет Р. (1988). «Влияние смеси H2-He-O2 на HPNS до 450 msw» . Подводный биомед. Res . 15 (4): 257–70. ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 . PMID 3212843 . Архивировано из оригинала на 2008-12-06 . Проверено 29 августа 2008 .   
  14. ^ Брауэр, RW, изд. (1985). «Водород как водолазный газ» . 33-й семинар Общества подводной и гипербарической медицины . Общество подводной и гипербарической медицины (Публикация UHMS № 69 (WS – HYD) 3–1–87): 336 страниц. Архивировано из оригинала на 2011-04-10 . Проверено 16 сентября 2008 .
  15. ^ a b Гамильтон, Роберт В. Младший; Пауэлл, Майкл Р .; Кеньон, Дэвид Дж .; Фрайтаг, М. (1974). «Неоновая декомпрессия» . Tarrytown Labs Ltd, штат Нью-Йорк . CRL-Т-797 . Проверено 29 августа 2008 .
  16. ^ Персонал (2007). Маркировка и цветовое кодирование газовых баллонов, квадроциклов и банок для подводного плавания IMCA D043 (PDF) . Лондон, Великобритания: Международная ассоциация морских подрядчиков . Проверено 1 февраля +2016 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  17. ^ Universal Industrial Gases, Inc. (2003). «Некриогенные процессы разделения воздуха» . Проверено 29 августа 2008 .
  18. ^ Fowler, B .; Эклз, К.Н. Порлье, Г. (1985). «Влияние наркоза инертным газом на поведение - критический обзор» . Подводный биомед. Res . 12 (4): 369–402. ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 . PMID 4082343 . Архивировано из оригинала на 2010-12-25 . Проверено 29 августа 2008 .   
  19. ^ Логан, JA (1961). «Оценка эквивалентной теории глубины воздуха» . Технический отчет экспериментального водолазного подразделения ВМС США . НЭДУ-РР-01-61 . Проверено 29 августа 2008 .
  20. ^ Berghage, TE; McCraken, TM (декабрь 1979 г.). «Эквивалентная глубина воздуха: факт или вымысел» . Undersea Biomed Res . 6 (4): 379–84. PMID 538866 . Проверено 29 августа 2008 . 
  21. ↑ Hunger Jr, WL; Беннетт, ПБ (1974). «Причины, механизмы и профилактика нервного синдрома высокого давления» . Подводный биомед. Res . 1 (1): 1-28. ISSN 0093-5387 . OCLC 2068005 . PMID 4619860 . Архивировано из оригинала на 2010-12-25 . Проверено 29 августа 2008 .   
  22. ^ «Теплопроводность обычных материалов и газов» . Инженерный инструментарий . Проверено 18 февраля 2017 .
  23. ^ a b Акерман, MJ; Мейтленд, Г. (декабрь 1975 г.). «Расчет относительной скорости звука в газовой смеси» . Undersea Biomed Res . 2 (4): 305–10. PMID 1226588 . Архивировано из оригинала на 2011-01-27 . Проверено 29 августа 2008 . 
  24. ^ Руководство по подводному плаванию ВМС США (7-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Правительство США. 1 декабря 2016. С. 2–15.
  25. ^ а б в г д НАВСЕА (2005). «Справочник по очистке и анализу газов для дайвинга» . Техническое руководство NAVSEA . КОМАНДОВАНИЕ МОРСКИХ СИСТЕМ. SS521-AK-HBK-010 . Проверено 29 августа 2008 .
  26. ^ Rahn, H .; Рокитка, Массачусетс (март 1976 г.). «Наркотическая активность N 2 , A и N 2 O, оцениваемая по физическим характеристикам колоний мышей на смоделированных глубинах» . Undersea Biomed Res . 3 (1): 25–34. PMID 1273982 . Проверено 28 августа 2008 . 
  27. ^ D'Aoust, BG; Стейтон, Л .; Смит, Л.С. (сентябрь 1980 г.). «Разделение основных параметров декомпрессии на мальке» . Undersea Biomed Res . 7 (3): 199–209. PMID 7423658 . Проверено 29 августа 2008 . 
  28. ^ Пильманис, AA; Балдин, UI; Уэбб, JT; Краузе, К.М. (декабрь 2003 г.). «Поэтапная декомпрессия до 3,5 фунтов на квадратный дюйм с использованием дыхательных смесей аргон-кислород и 100% -ный кислород». Aviat Space Environ Med . 74 (12): 1243–50. PMID 14692466 . 
  29. ^ «Аргон (Ar)» . Британская энциклопедия . Проверено 14 января 2014 года .
  30. ^ Lambertsen, CJ (1971). «Толерантность и токсичность углекислого газа» . Центр данных по экологическому биомедицинскому стрессу, Институт экологической медицины, Медицинский центр Университета Пенсильвании . Филадельфия, Пенсильвания. Отчет IFEM № 2-71. Архивировано из оригинала на 2011-07-24 . Проверено 29 августа 2008 .
  31. ^ Glatte, HA - младший; Моцай, ГДж; Уэлч, BE (1967). «Исследования толерантности к углекислому газу» . Brooks AFB, Технический отчет Школы аэрокосмической медицины штата Техас . САМ-ТР-67-77. Архивировано из оригинала на 2008-05-09 . Проверено 29 августа 2008 .
  32. ^ Росалес, KR; Шоффстолл, М.С. Штольцфус, JM (2007). «Руководство по оценке кислородной совместимости кислородных компонентов и систем» . НАСА, Технический отчет Космического центра Джонсона . NASA / TM-2007-213740 . Проверено 29 августа 2008 .
  33. ^ = Кизер, кВт; Голден, Дж. А. (ноябрь 1987 г.). «Липоидный пневмонит у водолаза-водолаза» . Подводные биомедицинские исследования . 14 (6): 545–52. PMID 3686744 . Проверено 2 апреля 2013 . 
  34. ^ a b c d «Стандарт дыхательного газа дайвера и частота экзаменов и тестов: Информационный листок по дайвингу № 9 (rev2)» (PDF) . Руководитель по охране труда и технике безопасности. Январь 2018 . Проверено 6 октября 2018 года .
  35. ^ Объединенный технический комитет SF-017, Профессиональное дайвинг (21 декабря 2015 г.). AS / NZS 2299.1: 2015 Австралийские / Новозеландские Стандартные профессиональные водолазные работы, Часть 1: Стандартная операционная практика .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  36. ^ Пит, Ян; Уайлд, Карен; Наир, Муралитаран (2014). Сестринская практика: знания и забота . Джон Вили и сыновья. п. 572. ISBN. 9781118481363.
  37. ^ а б Мартин, Лоуренс (1997). Объяснение подводного плавания: вопросы и ответы по физиологии и медицинским аспектам подводного плавания . Лоуренс Мартин. п. H-1. ISBN 9780941332569.
  38. ^ a b c d e Британский национальный формуляр: BNF 69 (изд. 69). Британская медицинская ассоциация. 2015. С. 217–218, 302. ISBN. 9780857111562.
  39. ^ a b Всемирная организация здравоохранения (2009 г.). Стюарт М.К., Куимци М., Хилл С.Р. (ред.). ВОЗ Модель фармакологические 2008 . Всемирная организация здоровья. п. 20. ЛВП : 10665/44053 . ISBN 9789241547659.
  40. ^ а б Джеймисон, Дин Т .; Breman, Joel G .; Measham, Anthony R .; Аллейн, Джордж; Класон, Мариам; Эванс, Дэвид Б .; Джха, Прабхат; Миллс, Энн; Масгроув, Филипп (2006). Приоритеты борьбы с болезнями в развивающихся странах . Публикации Всемирного банка. п. 689. ISBN. 9780821361801.
  41. ^ Macintosh, Майкл; Мур, Трейси (1999). Уход за серьезно больным пациентом 2E (2-е изд.). CRC Press. п. 57. ISBN 9780340705827.
  42. ^ Дарт, Ричард С. (2004). Медицинская токсикология . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 217–219. ISBN 9780781728454.
  43. ^ Agasti, TK (2010). Учебник анестезии для аспирантов . JP Medical Ltd. стр. 398. ISBN 9789380704944.
  44. ^ Рашман, Джеффри Б .; Дэвис, штат Нью-Джерси; Аткинсон, Ричард Стюарт (1996). Краткая история анестезии: первые 150 лет . Баттерворт-Хайнеманн. п. 39. ISBN 9780750630665.
  45. ^ Всемирная организация здравоохранения (2019). Примерный перечень Всемирной организации здравоохранения основных лекарственных средств: список двадцать первых 2019 . Женева: Всемирная организация здравоохранения. ЛВП : 10665/325771 . WHO / MVP / EMP / IAU / 2019.06. Лицензия: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  46. ^ Wyatt, Джонатан П .; Иллингворт, Робин Н .; Грэм, Колин А .; Хогг, Керстин; Робертсон, Колин; Клэнси, Майкл (2012). Оксфордский справочник по неотложной медицине . Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета. п. 95. ISBN 9780191016059.
  47. ^ Миллер, Рональд Д. (2010). Эриксон, Ларс I .; Fleisher, Lee A .; Винер-Крониш, Жанин П .; Янг, Уильям Л. (ред.). Анестезия Миллера Седьмое издание . Черчилль Ливингстон Эльзевьер. ISBN 978-0-443-06959-8.

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с газами для дыхания на Викискладе?
  • Вестфалия (2004). «Информационный бюллетень о Divox» (PDF) (на голландском языке). Вестфалия. Архивировано из оригинального (PDF) 24 июля 2011 года . Проверено 29 августа 2008 .
  • Тейлор, Л. "Краткая история погружений на смешанные газы" . Проверено 29 августа 2008 .
  • OSHA. «Правила коммерческого дайвинга (стандарты - 29 CFR) - Погружение на смешанных газах. - 1910.426» . Министерство труда США, Управление по охране труда . Проверено 29 августа 2008 .