Газы, которые вам необходимо знать

Естественное состояние многих элементов - газообразное. Поскольку газы легко смешиваются друг с другом, в природе они, как правило, встречаются в смешанной форме, а не в чистом виде. Наиболее распространенная смесь газов на Земле - это, естественно, воздух. Хотя мы обычно представляем воздух как газ, состоящий на 79% из азота и на 21% из кислорода, на самом деле в его состав входят азот, кислород, аргон, углекислый газ, неон, гелий, криптон, водород, ксенон, радон и окись углерода.

В нормальных условиях состав сухого воздуха остается неизменным и включает компоненты в следующем объеме:

Азот 78.084%

Кислород 20.946%

Аргон 0.934%

Углекислый газ 0.033%

Остальные компоненты воздуха - неон, гелий, криптон, водород, ксенон, радон и окись углерода - редкие газы, составляющие лишь 0.003% атмосферы.

Давайте теперь рассмотрим некоторые характерные особенности этих газов и их связь с дайвингом.

Азот.Азот, как элемент, широко распространен в природе и легко вступает в реакции с другими веществами. Поэтому вы можете встретить его в составе многих естественных соединений, например, таких, как белок. В составе азота как газа соединяются два атома, образуя молекулу, состоящую только из азота (N2). В применении к дайвингу азот может рассматриваться как инертный газ (не вступающий во взаимодействие с другими веществами). Следует отметить, что в целом азот, принимая участие в важнейших биохимических процессах, особенно среди растений, не является инертным. Азот - наиболее распространенный элемент в атмосфере. Тем не менее, нашим организмом в процессе дыхания он не используется.

При подводных погружениях вдыхаемый нами азот может привести к серьезным последствиям. Не участвуя в химических процессах дыхания, азот (а также в определенной степени и все другие инертные и реактивные газы), вдыхаемый под давлением, препятствует прохождению нервных импульсов по центральной нервной системе. В результате возникает отравление инертным газом, похожее на наркоз — его иногда называют «глубинным восторгом». (Более подробно о газовом наркозе см. в пятой главе).

Помимо наркотического эффекта, азот, вдыхаемый под давлением, в соответствии с законом Генри, во время погружения растворяется в тканях организма. Поэтому вы должны следовать показаниям таблиц погружений и подводных компьютеров, чтобы свести к минимуму риск возникновения ДКБ. В любительском дайвинге азот является основным газом, участвующим в процессах декомпрессии. Однако, как вы увидите в дальнейшем, любой газ может стать причиной развития декомпрессионной болезни.

Кислород.Кислород (как газ (О2), так и элемент) является высоко-реактивным. Он с легкостью вступает во взаимодействие с другими элементами, образуя разнообразные соединения. Кислород также представляет собой один из наиболее распространенных элементов в атмосфере. Наличие обширных запасов этого газа объясняется, прежде всего, процессами, связанными с озоном (О3), происходящими в верхних слоях атмосферы, и фотосинтезом фитопланктона преимущественно жгутиковых и диатомей - в верхних, хорошо освещенных солнцем слоях океана.

В отличие от азота, без кислорода наш организм обойтись на может, так как О, используется в процессах обмена веществ (процессы трансформации 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 остается на низком уровне и это не приводит к формированию декомпрессионных пузырьков.

Эксперименты показали, что кислород может проявлять себя как инертный газ, если вы вдыхаете его во время погружения при очень высоком РО2. На самом деле это не повод для беспокойства, поскольку требуемое для этого РО2 должно быть значительно выше порога, после которого наступает кислородное отравление. Для того, чтобы это произошло, вам необходимо очень сильно превысить пределы по кислороду, но даже в этом маловероятном случае основные проблемы, с которыми вы столкнетесь, будут связаны не с декомпрессией, вызванной кислородом, а с кислородным отравлением.

Как ни странно, кислород, необходимый нам для жизни, под давлением становится ядовитым. Как вы уже знаете, максимально допустимое значение РО, во время активного погружения составляет 1.4 бар/ata (для технических дайверов при минимальной физической нагрузке во время прохождения декомпрессионных остановок это значение достигает 1.6 бар/ata). Придыхании воздухом в пределах глубин любительских погружений вы никогда не достигнете значения РО2, равного 1.4 бар/ata. Однако при использовании обогащенного воздуха (воздух с содержанием кислорода более 21% - обычно 32% или 36%) это возможно.

Интересно отметить тот факт, что, хотя обмен веществ и другие химические процессы, казалось бы, не дают РО, достигнуть больших величин, при которых начинается формирование пузырьков, в организме присутствует достаточное количество растворенного кислорода, чтобы вызвать эффект наркоза. Азот и кислород обладают одинаковой растворимостью в липидах (жировые составляющие организма), которая, как предполагают, взаимосвязана со способностью газа оказывать наркотическое действие. Кислород может вызвать наркотический эффект, однако процессы возникновения и протекания этого эффекта сложны и до конца до сих пор не поняты. Тем не менее, при погружениях на обогащенном воздухе, по наркотическому воздействию его следует считать равным обычному воздуху.

Более подробно о кислородном отравлении и газовом наркозе вы узнаете из пятой главы.