Максимальная рабочая глубина

В подводных погружениях деятельности , такие как насыщение погружения , технические погружения и нитрокс погружения, то максимальные рабочая глубина (MOD) из дыхательного газа глубина , ниже которой парциальное давление из кислорода (рО ₂ ) в газовой смеси превышает допустимый предел. Этот предел основан на риске кислородного отравления центральной нервной системы и является в некоторой степени произвольным и варьируется в зависимости от агентства по обучению дайверов или Правил практики, ожидаемого уровня подводных нагрузок и запланированной продолжительности погружения, но обычно составляет диапазон от 1,2 до 1,6 бар .^[1]

MOD важен при планировании погружений с использованием таких газов, как гелиокс , нитрокс и тримикс, поскольку доля кислорода в смеси определяет максимальную глубину для дыхания этим газом с приемлемым риском. При превышении MOD существует риск острой кислородной токсичности . ^[1] В таблицах ниже показаны МОД для выбора кислородных смесей. Атмосферный воздух содержит около 21% кислорода и имеет MOD, рассчитанный тем же методом.

Безопасный предел парциального давления кислорода [ править ]

Острая кислородная интоксикация или отравление центральной нервной системой является изменяющейся во времени реакцией на историю воздействия парциального давления дайвера и одновременно сложна и не до конца изучена.

Кислородное отравление центральной нервной системой проявляется в виде таких симптомов, как визуальные изменения (особенно туннельное зрение ), звон в ушах ( шум в ушах ), тошнота , подергивание (особенно лица), изменения поведения (раздражительность, беспокойство , спутанность сознания) и головокружение . За этим может последовать тонико-клонический приступ, состоящий из двух фаз: интенсивное сокращение мышц происходит в течение нескольких секунд (тоническая фаза); с последующими быстрыми спазмами попеременного расслабления и сокращения мышц, вызывающими судорожные подергивания ( клоническая фаза). Припадок заканчивается периодом потери сознания ( постиктальное состояние ). ^[2]^[3]Начало приступа зависит от парциального давления кислорода в дыхательном газе и продолжительности воздействия. Однако время воздействия до начала действия непредсказуемо, поскольку тесты показали широкие различия как среди людей, так и у одного и того же человека изо дня в день. ^[2]^[4]^[5] Кроме того, многие внешние факторы, такие как погружение в воду, воздействие холода и физические упражнения, сокращают время до появления симптомов со стороны центральной нервной системы. ^[6] Снижение толерантности тесно связано с задержкой углекислого газа . ^[7]^[8]^[9] Другие факторы, например темнота и кофеин., повышают толерантность у подопытных животных, но эти эффекты не были доказаны на людях. ^[10]^[11]

Максимальные пределы однократного воздействия, рекомендованные в Руководстве по дайвингу NOAA, составляют 45 минут при 1,6 бар , 120 минут при 1,5 бара, 150 минут при 1,4 бара, 180 минут при 1,3 бар и 210 минут при 1,2 бар. ^[1]

Формула [ править ]

Формула просто делит допустимое абсолютное парциальное давление кислорода (выраженное в атмосферах или барах) на долю кислорода в дыхательном газе, чтобы рассчитать абсолютное давление, при котором смесью можно дышать. (например, 50% -ный найтрокс можно дышать при вдвое большем давлении, чем 100% -ный кислород, поэтому разделите на 0,5 и т. д.). Из этого общего давления, которое может выдержать дайвер, 1 атмосфера обусловлена поверхностным давлением земного воздуха, а остальная часть - глубиной в воде . Таким образом, 1 атмосфера или бар, внесенный воздухом, вычитается, чтобы получить давление, обусловленное глубиной воды. Давление, создаваемое глубиной в воде, преобразуется в давление в футах морской воды (fsw) или в метрах морской воды.(msw) путем умножения на соответствующий коэффициент преобразования, 33 fsw на атмосферу или 10 msw на бар.

В ногах

$MOD(fsw)=33\mathrm {~fsw/atm} \times \left[\left({pO_{2}\mathrm {~ata} \over FO_{2}}\right)-1\right]$

В которой pO ₂ представляет собой выбранное максимальное парциальное давление кислорода в абсолютных атмосферах, а FO ₂ представляет собой долю кислорода в смеси. Например, если газ содержит 36% кислорода (FO ₂ = 0,36) и предельное максимальное pO ₂ выбрано на уровне 1,4 абсолютной атмосферы, MOD в футах морской воды (fsw) ^{[Примечания 1]} составляет 33 fsw / атм x [( 1,4 ата / 0,36) - 1] = 95,3 FSW. ^[12]

В метрах

$MOD(msw)=10\mathrm {~msw/bar} \times \left[\left({pO_{2}\mathrm {~bar} \over FO_{2}}\right)-1\right]$

В которой pO ₂ представляет собой выбранное максимальное парциальное давление кислорода в барах, а FO ₂ представляет собой долю кислорода в смеси. Например, если газ содержит 36% кислорода и максимальное pO ₂ составляет 1,4 бара, MOD (msw) составляет 10 msw / bar x [(1,4 bar / 0,36) - 1] = 28,9 msw.

Таблицы MOD [ править ]

Максимальная рабочая глубина (MOD) в футах в морской воде (fsw) для pO _{2 от} 1,2 до 1,6
MOD (fsw)		% кислорода
MOD (fsw)		4	8	12	16	20	24	28 год	32	36	40	50	60	70	80	90	100
Максимальное pO2 (бар)	1.6	1287	627	407	297	231	187	156	132	114	99	73	55	42	33	26 год	20
	1.5	1205	586	380	276	215	173	144	122	105	91	66	50	38	29	22	17
	1.4	1122	545	352	256	198	160	132	111	95	83	59	44 год	33	25	18	13
	1.3	1040	503	325	235	182	146	120	101	86	74	53	39	28 год	21 год	15	10
	1.2	957	462	297	215	165	132	108	91	77	66	46	33	24	17	11	7

Эти глубины округлены до ближайшего фута.

Максимальная рабочая глубина (MOD) в метрах морской воды (msw) для pO _{2 от} 1,2 до 1,6
MOD (msw)		% кислорода
MOD (msw)		4	8	12	16	20	24	28 год	32	36	40	50	60	70	80	90	100
Максимальное pO2 (бар)	1.6	390	190	123	90	70	57 год	47	40	34	30	22	17	13	10	8	6
	1.5	365	178	115	84	65	53	44 год	37	32	28 год	20	15	11	9	7	5
	1.4	340	165	107	78	60	48	40	34	29	25	18	13	10	8	6	4
	1.3	315	153	98	71	55	44 год	36	31 год	26 год	23	16	12	9	6	4	3
	1.2	290	140	90	65	50	40	33	28 год	23	20	14	10	7	5	3	2

Эти глубины округлены до ближайшего метра.

См. Также [ править ]

Кислородная токсичность - Токсическое воздействие вдыхания кислорода в высоких концентрациях.

Заметки [ править ]

^ Футы морской воды (fsw) - это единица измерения давления. Один fsw равен гидростатическому давлению, оказываемому стандартным столбом морской воды высотой 1 фут при нормальной гравитации Земли. 33 fsw примерно равняется одной стандартной атмосфере (атм). Давление, указанное в fsw, является избыточным давлением (относительно давления на поверхности), если не указано иное.

Ссылки [ править ]

^ а б в Ланг, Массачусетс (2001). DAN Nitrox Workshop Proceedings . Дарем, Северная Каролина: Сеть оповещения водолазов. п. 52 . Проверено 21 ноября 2012 года .
^ a b Clark & Thom 2003 , стр. 376.
^ ВМС США Diving Manual 2011 , стр. 44, т. 1, гл. 3.
^ ВМС США Diving Manual 2011 , стр. 22, т. 4, гл. 18.
^ Биттерман, N (2004). «Кислородное отравление ЦНС» . Подводная и гипербарическая медицина . 31 (1): 63–72. PMID 15233161 . Проверено 29 апреля 2008 .
^ Дональд, Часть I 1947 .
Перейти ↑ Lang 2001 , p. 82.
^ Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл, ред. (1996). «Труды ребризер-форума 2.0» . Практикум по дайвингу и технологиям : 286 . Проверено 20 сентября 2008 года .
^ Ричардсон, Дрю; Шривз, Карл (1996). «Курс дайвера с обогащенным воздухом PADI и пределы воздействия кислорода DSAT» . Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины . 26 (3). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 . Проверено 2 мая 2008 года .
^ Биттерман, N; Меламед, Y; Перлман, я (1986). «Кислородное отравление ЦНС у крысы: роль окружающего освещения» . Подводные биомедицинские исследования . 13 (1): 19–25. PMID 3705247 . Проверено 20 сентября 2008 года .
^ Биттерман, N; Schaal, S (1995). «Кофеин снижает кислородное отравление ЦНС у крыс». Исследование мозга . 696 (1–2): 250–3. DOI : 10.1016 / 0006-8993 (95) 00820-G . PMID 8574677 .
^ "Физика дайвинга" (PDF) . Руководство NOAA по дайвингу . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано 31 мая 2014 года из оригинального (PDF) . Проверено 6 сентября 2013 года .

Источники [ править ]

Кларк, Джеймс М; Том, Стивен Р. (2003). «Кислород под давлением». В Брубакке, Альф О; Нойман, Том С. (ред.). Физиология и медицина дайвинга Беннета и Эллиотта (5-е изд.). США: Сондерс. С. 358–418. ISBN 978-0-7020-2571-6. OCLC 51607923 .CS1 maint: ref=harv (link)

Дональд, Кеннет В. (1947). «Кислородное отравление в человеке: Часть I» . Британский медицинский журнал . 1 (4506): 667–672. DOI : 10.1136 / bmj.1.4506.667 . PMC 2053251 . PMID 20248086 .

Ланг, Майкл А., изд. (2001). Протоколы семинара DAN nitrox . Дарем, Северная Каролина: Divers Alert Network, 197 страниц . Проверено 20 сентября 2008 года .CS1 maint: ref=harv (link)

Супервайзер ВМС США по дайвингу (2011 г.). Руководство по дайвингу ВМС США (PDF) . SS521-AG-PRO-010 0910-LP-106-0957, редакция 6 с внесенным изменением A. Командование военно-морских систем США. Архивировано из оригинального (PDF) 10 декабря 2014 года . Дата обращения 29 января 2015 .

[12] Футы морской воды (fsw) - это единица измерения давления. Один fsw равен гидростатическому давлению, оказываемому стандартным столбом морской воды высотой 1 фут при нормальной гравитации Земли. 33 fsw примерно равняется одной стандартной атмосфере (атм). Давление, указанное в fsw, является избыточным давлением (относительно давления на поверхности), если не указано иное.

[dan-1] а б в Ланг, Массачусетс (2001). DAN Nitrox Workshop Proceedings . Дарем, Северная Каролина: Сеть оповещения водолазов. п. 52 . Проверено 21 ноября 2012 года .

[FOOTNOTEClarkThom2003376-2] Clark & Thom 2003 , стр. 376.

[FOOTNOTEU.S._Navy_Diving_Manual201144vol._1,_ch._3-3] ВМС США Diving Manual 2011 , стр. 44, т. 1, гл. 3.

[FOOTNOTEU.S._Navy_Diving_Manual201122vol._4,_ch._18-4] ВМС США Diving Manual 2011 , стр. 22, т. 4, гл. 18.

[Bitterman-5] Биттерман, N (2004). «Кислородное отравление ЦНС» . Подводная и гипербарическая медицина . 31 (1): 63–72. PMID 15233161 . Проверено 29 апреля 2008 .

[FOOTNOTEDonald,_Part_I1947-6] Дональд, Часть I 1947 .

[FOOTNOTELang200182-7] Перейти ↑ Lang 2001 , p. 82.

[rebreather2.0-8] Ричардсон, Дрю; Мендуно, Майкл; Шривз, Карл, ред. (1996). «Труды ребризер-форума 2.0» . Практикум по дайвингу и технологиям : 286 . Проверено 20 сентября 2008 года .

[padi-9] Ричардсон, Дрю; Шривз, Карл (1996). «Курс дайвера с обогащенным воздухом PADI и пределы воздействия кислорода DSAT» . Журнал Южнотихоокеанского общества подводной медицины . 26 (3). ISSN 0813-1988 . OCLC 16986801 . Проверено 2 мая 2008 года .

[pmid3705247-10] Биттерман, N; Меламед, Y; Перлман, я (1986). «Кислородное отравление ЦНС у крысы: роль окружающего освещения» . Подводные биомедицинские исследования . 13 (1): 19–25. PMID 3705247 . Проверено 20 сентября 2008 года .

[pmid8574677-11] Биттерман, N; Schaal, S (1995). «Кофеин снижает кислородное отравление ЦНС у крыс». Исследование мозга . 696 (1–2): 250–3. DOI : 10.1016 / 0006-8993 (95) 00820-G . PMID 8574677 .

[NOAA-13] "Физика дайвинга" (PDF) . Руководство NOAA по дайвингу . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Архивировано 31 мая 2014 года из оригинального (PDF) . Проверено 6 сентября 2013 года .

[1]