Ничем не отличается. Газы имеют свойство растворяться в жидкостях и чем выше давление, тем больший объём газа может раствориться в одном и том же объёме жидкости. При атмосферном давлении в нашей крови растворено порядка 1л азота. Понятно, что при дыхании обычным воздухом при повышенном давлении в зависимости от глубины погружения азота в кровь попадёт ещё больше.
Что происходит, когда мы откручивем пробку на бутылке с газировкой? Давление в ней падает до атмосферного и жидксть вскипает мириадами пузырьков газа, котрый рвётся на свободу. То же самое произойдёт и в кровеносносной системе водолаза, если его резко поднять с глубины. Последствия самые губительные, называется это явление декомпрессионной или кессонной болезнью. Почему кессонной?
В самое старое время под воду спускались в устройствах наподобие перевёрнутого колокола, они назывались кессонами. Чтобы вода не затопила их снизу, в них качали воздух с поверхности под соответствующим давлением, а с ним поступал и азот, успешно растворявшийся в крови находившихся в кессоне людей. Понятия тогда о физиологии подводных спусков не имели, кессоны поднимали быстро и заметили, что пусть и через различные промежутки времени, но обязательно водолазы начинали страдать от непонятной болезни.
Я не ставлю своей задачей полностью описывать все процессы этого явления, тема, как правильно заметили в одном из комментариев, не на одну статью. Напомню лишь, что азотом насыщается не только кровь, но и все ткани организма, включая мозг и даже сухожилия. И степень насыщения зависит помимо давления от времени, которое водолаз находится под этим давлением. При тяжёлых формах кессонной болезни возможны параличи конечностей, резкие боли в мышцах, костях, суставах; тяжелые расстройства дыхания и кровообращения; синюшность, резкая одышка; расстройство слуха, зрения; головокружение; тошнота, рвота, затемнение сознания.
Спасение только в одном - снова поднять давление среды, поместив водолаза в декомпрессионную камеру
И скорее всего вместе с ним придётся посидеть и доктору, оставлять в камере человека в таком состоянии безрассудно.
В чём смысл лечения? В период декомпрессии, а также некоторое время после него, напряжение азота в тканях больше, чем парциальное давление азота в легких. Поэтому избыток азота, растворенного в тканях, с кровью переносится в легкие, откуда с выдыхаемым воздухом выводится из организма. Давление в камере снижается постепенно в соответствии со специальными таблицами, это может занять время, измеряемое многими часами, если не сутками.
Во избежание всего этого, водолаз должен выходить на поверхность с остановками на определённых глубинах соответственно рабочим таблицам декомпрессии, чтобы азот выводился из тканей и крови через лёгкие. Но всякое бывает, обстановка может сложиться так, что только декомпрессионная камера останется единственным шансом не стать инвалидом или вообще распрощаться с жизнью.
Вот такой он, азот. А почему подобное не происходит с кислородом? Дело в том, что кислород усваивается организмом и переходит в другое состояние, а вот азот так и остаётся балластом, никаким образом не используемым. Значит ли это, что можно вообще от него отказаться и дышать чистым кислородом? Американцы же летали в своих "Аполлонах" дыша чистым кислородом.
Тут надо опять вспомнить о парциальном давлении, рассмотренном в предыдущей статье. Американцы поддерживали давление всего 260 мм ртутного столба, практически 1/3 атмосферного. Водолаз не в жёстком скафандре дышит при давленни, равном окружающему на данной глубине и при таких условиях кислород становится ядом. На глубине 20 м парциальное давление кислорода в кислородном дыхательном аппарате равно 3 ата. При превышении этой глубины или допустимого времени пребывания на данной глубине у водолаза может наступить судорожная форма отравления. На глубине 20 м пребывание безопасно в течение лишь 20 мин.
Если воздействие повышенного парциального давления кислорода в этот период не прекратится, то появляются непроизвольные сокращения (подергивания) отдельных мышц лица, шеи, а в дальнейшем возникает приступ общих судорог, сопровождающийся потерей сознания. Если пострадавшего своевременно не поднять на поверхность, приступы общих судорог будут повторяться вплоть до прекращения дыхания и остановки сердца.
Хорошо, азот опасен, кислород опасен, что делать? Использовать, например, гелио-кислородные смеси, при этом строго следить, чтобы парциальное давление кислорода на любых глубинах не превышало 3 атм. И кстати, резкий переход с дыхания гелио-кислородной смесью на сжатый воздух тоже может привести к потере сознания, это называется "азотный удар".
А так ли безопасен гелий? И у него есть кое-какие гадские свойства. Начиная с давления 10 атм он тоже начинает проявлять наркотическое воздействие. Начинается дрожь рук и туловища, нарушаются функции центральной нервной системы. Значит, надо снижать и его парциальное давление, на глубинах от 60 до 100 метров предпочтительнее воздушно-гелиевая смесь, где он составляет 50%.
Боюсь наскучить, но невозможно упустить и следующий момент. Начали вы поднимать водолаза с такой глубины на той же смеси, а он - брык, и потерял сознание! Чего ещё ему не хватает? Опять же парциальное давление. Если на таких глубинах парциального давления кислорода в смеси достаточно для обеспечения организма, то при падении общего давления при подъёме, парциальное давление кислорда начнёт также падать и наступит кислородное голодание. Чтобы поднять парциальное давление кислорода, при подъёме его количество в смеси надо постепенно увеличивать, имеются соответствующие расчёты.
Я оставлю в стороне проблемы с углекислым газом, которых тоже достаточно, иначе статья превратится в тот самый Днепр, который даже долетевшая до середины птица полностью пересечь уж точно не сможет.
Хотел ещё о снаряжении написать, но понимаю, что лучше это сделать в следующей статье.
Начало рассказа о водолазах здесь
........................................................................................................................................