Найтрокс - Nitrox

Найтрокс относится к любой газовой смеси, состоящей (за исключением следовых газов) из азота и кислорода . Сюда входит атмосферный воздух , который на 78% состоит из азота, 21% кислорода и 1% других газов, в основном аргона . В обычном применении, подводном нырянии , найтрокс обычно отличается от воздуха и с ним обращаются иначе. Наиболее распространенное использование смесей найтрокса, содержащих кислород в более высоких пропорциях, чем атмосферный воздух, - это подводное плавание с аквалангом , где пониженное парциальное давление азота способствует уменьшению поглощения азота тканями тела , тем самым увеличивая практическое время погружения под водой за счет снижения требований к декомпрессии. , или снижение риска декомпрессионной болезни (также известной как изгибы ).

Найтрокс в меньшей степени используется при погружении с поверхности , поскольку эти преимущества уменьшаются из-за более сложных логистических требований к найтроксу по сравнению с использованием простых компрессоров низкого давления для подачи дыхательного газа. Найтрокс также можно использовать при гипербарическом лечении декомпрессионной болезни , обычно при давлениях, при которых чистый кислород был бы опасен. Найтрокс не является более безопасным газом, чем сжатый воздух во всех отношениях; Хотя его использование может снизить риск декомпрессионной болезни, оно увеличивает риск кислородного отравления и возгорания.

Хотя обычно это не называется найтроксом, обогащенная кислородом воздушная смесь обычно предоставляется при нормальном поверхностном атмосферном давлении в качестве кислородной терапии для пациентов с нарушением дыхания и кровообращения.

Физиологические эффекты под давлением

Преимущества декомпрессии

Уменьшение доли азота за счет увеличения доли кислорода снижает риск декомпрессионной болезни для того же профиля погружения или позволяет увеличить время погружения без увеличения потребности в декомпрессионных остановках для того же риска. Важным аспектом увеличения продолжительности безостановочного режима при использовании смесей найтрокса является снижение риска в ситуации, когда подача дыхательного газа затруднена, поскольку дайвер может совершить прямое всплытие на поверхность с приемлемо низким риском декомпрессионной болезни. Точные значения увеличенного времени без остановки различаются в зависимости от модели декомпрессии, использованной для построения таблиц, но в качестве приближения она основана на парциальном давлении азота на глубине погружения. Этот принцип можно использовать для расчета эквивалентной воздушной глубины (EAD) с тем же парциальным давлением азота, что и используемая смесь, и эта глубина меньше фактической глубины погружения для смесей, обогащенных кислородом. Эквивалентная воздушная глубина используется с таблицами воздушной декомпрессии для расчета декомпрессионных обязательств и времени без остановок. Модель декомпрессии Goldman предсказывает значительное снижение риска при использовании найтрокса (больше, чем предполагают таблицы PADI).

Азотный наркоз

Контролируемые тесты не показали, что вдыхание нитрокса снижает эффект азотного наркоза, поскольку кислород, по-видимому, обладает такими же наркотическими свойствами под давлением, как и азот; таким образом, не следует ожидать снижения наркотических эффектов только за счет использования найтрокса. Тем не менее, есть люди в дайвинг-сообществе, которые настаивают на том, что они чувствуют снижение наркотического эффекта на глубине, дыша найтроксом. Это может быть связано с диссоциацией субъективных и поведенческих эффектов наркоза. Хотя кислород кажется химически более наркотическим на поверхности, относительные наркотические эффекты на глубине никогда не изучались подробно, но известно, что разные газы производят разные наркотические эффекты по мере увеличения глубины. Гелий не обладает наркотическим действием, но вызывает HPNS при дыхании под высоким давлением, чего не бывает с газами, обладающими большей наркотической активностью. Однако из-за рисков, связанных с кислородным отравлением , дайверы обычно не используют найтрокс на больших глубинах, где с большей вероятностью могут возникнуть более выраженные симптомы наркоза. Для глубоких погружений обычно используются тримикс или гелиокс ; эти газы содержат гелий, чтобы уменьшить количество наркотических газов в смеси.

Кислородная токсичность

Погружение с найтроксом и обращение с ним создают ряд потенциально смертельных опасностей из-за высокого парциального давления кислорода (ppO ₂ ). Найтрокс не является газовой смесью для глубоких погружений из-за повышенного содержания кислорода, который становится токсичным при вдыхании под высоким давлением. Например, максимальная рабочая глубина найтрокса с 36% кислорода, популярной смеси для рекреационного дайвинга , составляет 29 метров (95 футов) для обеспечения максимального ppO ₂ не более 1,4 бара (140 кПа). Точное значение максимально допустимого ppO ₂ и максимальной рабочей глубины варьируется в зависимости от таких факторов, как учебное агентство, тип погружения, дыхательное оборудование и уровень поддержки на поверхности, при этом профессиональным дайверам иногда разрешается дышать более высоким ppO _2, чем рекомендованные дайверам-любителям .

Чтобы безопасно нырять с найтроксом, дайвер должен научиться хорошему контролю плавучести , что является важной частью подводного плавания само по себе, и дисциплинированному подходу к подготовке, планированию и выполнению погружения, чтобы гарантировать, что значение ppO ₂ известно, и максимальную рабочую силу. глубина не превышена. Многие дайв-центры, дайв-операторы и газовые смесители (люди, обученные смешивать газы) требуют, чтобы дайвер предъявил сертификационную карту найтрокса перед продажей найтрокса дайверам.

Некоторые учебные агентства, такие как PADI и Technical Diving International , учат использовать два предела глубины для защиты от кислородного отравления. Меньшая глубина называется «максимальной рабочей глубиной» и достигается, когда парциальное давление кислорода в дыхательном газе достигает 1,4 бара (140 кПа). Более глубокая глубина, называемая «глубиной непредвиденного обстоятельства», достигается, когда парциальное давление достигает 1,6 бар (160 кПа). Погружение на этом уровне или выше подвергает дайвера большему риску отравления кислородом центральной нервной системы (ЦНС). Это может быть чрезвычайно опасно, поскольку его начало часто происходит без предупреждения и может привести к утоплению, поскольку регулятор может выплюнуть во время судорог, которые возникают в сочетании с внезапной потерей сознания (общий припадок, вызванный кислородным отравлением).

Дайверы обучен использовать найтрокс могут запоминать аббревиатуру VENTID-C или иногда ConVENTID, (который обозначает V - концепцию (размытость), E АРС (звон), N ausea, T Ведовской, I rritability, D izziness и C onvulsions). Однако данные о нефатальных кислородных судорогах показывают, что большинству судорог вообще не предшествуют какие-либо предупреждающие симптомы. Кроме того, многие из предлагаемых предупреждающих знаков также являются симптомами азотного наркоза и могут привести к неправильному диагнозу дайвера. Решение любого из них - подняться на меньшую глубину.

Удержание углекислого газа

Использование найтрокса может вызвать снижение респираторной реакции, а при вдыхании плотного газа в более глубоких пределах допустимого диапазона это может привести к задержке углекислого газа при высоких уровнях физической нагрузки с повышенным риском потери сознания.

Прочие эффекты

Имеются неофициальные данные о том, что использование найтрокса снижает утомляемость после погружения, особенно у дайверов пожилого возраста и / или у тучных дайверов; однако двойное слепое исследование для проверки этого не обнаружило статистически значимого снижения сообщаемой утомляемости. Однако было высказано предположение, что утомляемость после погружения является следствием субклинической декомпрессионной болезни (ДКБ) (т.е. микропузырьков в крови недостаточно, чтобы вызвать симптомы ДКБ); Тот факт, что упомянутое исследование проводилось в сухой камере с идеальным профилем декомпрессии, мог быть достаточным для уменьшения субклинического DCS и предотвращения усталости как у дайверов с найтроксом, так и у дайверов с воздухом. В 2008 году было опубликовано исследование с участием аквалангистов на той же глубине, и не было обнаружено статистически значимого снижения сообщаемой усталости.

Для полного изучения этой проблемы потребуются дальнейшие исследования с различными профилями погружений, а также с разными уровнями нагрузки. Например, есть гораздо более убедительные научные доказательства того, что вдыхание газов с высоким содержанием кислорода повышает переносимость физической нагрузки во время аэробных нагрузок. Хотя даже умеренное напряжение при дыхании с помощью регулятора является относительно редким явлением в рекреационном подводном плавании, поскольку дайверы обычно стараются минимизировать его, чтобы сохранить газ, эпизоды напряжения во время дыхания с регулятором иногда случаются при любительском дайвинге. Примерами являются плавание на поверхности на расстоянии до лодки или пляжа после всплытия, где остаточный «безопасный» баллонный газ часто используется свободно, поскольку остаток будет потрачен впустую, когда погружение будет завершено, а также незапланированные непредвиденные обстоятельства из-за течений или проблем с плавучестью. Возможно, что эти до сих пор неизученные ситуации внесли свой вклад в положительную репутацию найтрокса.

Исследование 2010 года с использованием критической частоты слияния мерцания и критериев воспринимаемой усталости показало, что бдительность дайвера после погружения на найтроксе была значительно лучше, чем после погружения на воздухе.

Использует

Подводное плавание

Обогащенный воздух Nitrox, найтрокс с содержанием кислорода выше 21%, в основном используется при подводном плавании с аквалангом для уменьшения доли азота в смеси газов для дыхания. Основное преимущество - снижение риска декомпрессии. В значительно меньшей степени он также используется при погружении с поверхности, где логистика относительно сложна, как и при использовании других газовых смесей для дайвинга, таких как гелиокс и тримикс .

Лечебная рекомпрессия

Nitrox50 используется как один из вариантов на первых этапах терапевтической рекомпрессии с использованием стола Comex CX 30 для лечения вестибулярной или общей декомпрессионной болезни. Найтрокс вдыхается на 30 м и 24 м и происходит подъем с этих глубин до следующей остановки. На 18 м газ переключается на кислород до конца обработки.

Медицина, альпинизм и негерметичные самолеты

Использование кислорода на больших высотах или в качестве кислородной терапии может быть в качестве дополнительного кислорода, добавляемого к вдыхаемому воздуху, что технически было бы использованием найтрокса, смешанного на месте, но это обычно не упоминается как таковой, как подаваемый газ. для этого кислород.

Терминология

Nitrox известен под многими названиями: Enriched Air Nitrox, Oxygen Enriched Air, Nitrox, EANx или Safe Air. Поскольку это слово является составным сокращением или придуманным словом, а не аббревиатурой, оно не должно быть написано заглавными буквами как «NITROX», но может начинаться с заглавной буквы при обращении к определенным смесям, таким как Nitrox32, который содержит 68% азота и 32% кислорода. Когда указывается одна цифра, она относится к процентному содержанию кислорода, а не процентному содержанию азота. Первоначальное соглашение, Nitrox68 / 32, было сокращено, поскольку первая цифра является избыточной.

Термин «найтрокс» первоначально использовался для обозначения дыхательного газа в среде обитания на морском дне, где содержание кислорода должно быть ниже, чем в воздухе, чтобы избежать проблем долгосрочной кислородной токсичности . Позже он использовался доктором Морганом Уэллсом из NOAA для смесей с долей кислорода выше, чем воздух, и стал общим термином для бинарных смесей азота и кислорода с любой долей кислорода, а в контексте рекреационного и технического дайвинга, в настоящее время обычно относится к смеси азота и кислорода с содержанием кислорода более 21%. «Enriched Air Nitrox» или «EAN» и «Oxygen Enriched Air» используются, чтобы подчеркнуть более богатые, чем воздушные смеси. В «EANx» «x» изначально было x для найтрокса, но теперь он указывает процентное содержание кислорода в смеси и заменяется числом, когда процент известен; например, смесь с содержанием кислорода 40% называется EAN40. Две самые популярные смеси - EAN32 и EAN36, разработанные NOAA для научного дайвинга, также называемые Nitrox I и Nitrox II, соответственно, или Nitrox68 / 32 и Nitrox64 / 36. Эти две смеси были впервые использованы для достижения пределов глубины и кислорода для научных погружений, установленных NOAA в то время.

Термин «воздух, обогащенный кислородом» (OEN) был принят (американским) научным дайвинг-сообществом, но, хотя это, вероятно, самый однозначный и просто описательный термин, который был предложен, сообщество любителей дайвинга сопротивлялось ему, иногда в пользу менее подходящей терминологии. .

В первые дни своего использования для нетехнических дайверов найтрокс иногда также назывался недоброжелателями менее приветливыми терминами, такими как «дьявольский газ» или «вуду-газ» (термин, который сейчас иногда используется с гордостью).

Компания American Nitrox Divers International (ANDI) использует термин «SafeAir», который они определяют как любую смесь воздуха, обогащенного кислородом с концентрацией O ₂ от 22% до 50%, которая соответствует их требованиям к качеству газа и обращению, и в частности заявляют, что эти смеси безопаснее, чем обычно производимый воздух для дыхания для конечного пользователя, не связанного с производством смеси. Принимая во внимание сложности и опасности смешивания, обращения, анализа и использования воздуха, обогащенного кислородом, это название считается неуместным теми, кто считает, что оно не является «безопасным» по своей природе, а просто имеет преимущества декомпрессии.

Процентное содержание составляющих газов - это то, на что рассчитан газовый смеситель , но конечная фактическая смесь может отличаться от спецификации, и поэтому небольшой поток газа из баллона должен быть измерен с помощью анализатора кислорода , прежде чем баллон будет использоваться под водой.

MOD

Максимальная рабочая глубина (MOD) - это максимальная безопасная глубина, на которой можно использовать данную смесь найтрокса. MOD зависит от допустимого парциального давления кислорода, которое связано со временем воздействия и приемлемым риском, предполагаемым для кислородного отравления центральной нервной системы. Допустимое максимальное значение ppO ₂ варьируется в зависимости от области применения:

• 1.2 часто используется в ребризерах с замкнутым контуром.
• 1.4 рекомендуется несколькими агентствами по обучению обычному подводному плаванию с аквалангом.
• 1.5 разрешено для коммерческого дайвинга в некоторых юрисдикциях.
• 1.6 разрешено для технических погружений с декомпрессионными остановками и является рекомендуемым максимумом в соответствии с NOAA.

Более высокие значения используются коммерческими и военными водолазами в особых обстоятельствах, часто когда дайвер использует дыхательный аппарат с поверхностным питанием, или для лечения в камере, где дыхательные пути относительно безопасны.

Оборудование

Выбор смеси

Две наиболее распространенные смеси найтрокса для рекреационного дайвинга содержат 32% и 36% кислорода, максимальная рабочая глубина (MOD) составляет 34 метра (112 футов) и 29 метров (95 футов) соответственно при ограничении максимального парциального давления кислорода 1,4.  бар (140 кПа). Дайверы могут рассчитать эквивалентную глубину воздуха, чтобы определить свои требования к декомпрессии, или могут использовать таблицы найтрокс или подводный компьютер с функцией найтрокс .

Найтрокс с содержанием кислорода более 40% - редкость для любительского дайвинга. Для этого есть две основные причины: первая заключается в том, что все части оборудования для дайвинга, которые контактируют со смесями, содержащими более высокие концентрации кислорода, особенно при высоком давлении, нуждаются в специальной очистке и обслуживании, чтобы снизить риск возгорания . Вторая причина заключается в том, что более богатые смеси увеличивают время, в течение которого дайвер может оставаться под водой без необходимости декомпрессионных остановок, намного дольше, чем продолжительность, допускаемая вместимостью типичных баллонов для дайвинга . Например, согласно рекомендациям PADI nitrox, максимальная рабочая глубина для EAN45 будет 21 метр (69 футов), а максимальное время погружения, доступное на этой глубине даже с EAN36, составляет почти 1 час 15 минут: дайвер с частотой дыхания При 20 литрах в минуту при использовании сдвоенных 10-литровых баллонов на 230 бар (около двойных 85 кубических футов) баллоны полностью опустошились бы через 1 час 14 минут на этой глубине.

Смеси найтрокса, содержащие от 50% до 80% кислорода, являются обычным явлением в техническом дайвинге в качестве декомпрессионного газа, который благодаря более низкому парциальному давлению инертных газов, таких как азот и гелий, позволяет более эффективно (быстрее) удалять эти газы из воды. тканей, чем более бедные кислородные смеси.

При техническом дайвинге с глубоким открытым контуром , когда во время нижней части погружения вдыхают гипоксические газы, во избежание гипоксии иногда вдыхают смесь Nitrox с содержанием кислорода 50% или меньше, называемую «смесью для путешествий» . Обычно, однако, для этой цели будет использоваться самый бедный кислородом декомпрессионный газ дайвера, поскольку время спуска, затрачиваемое на достижение глубины, на которой донная смесь больше не является гипоксичной, обычно мало, и расстояние между этой глубиной и MOD любого Декомпрессионный газ найтрокс, вероятно, будет очень коротким, если это вообще произойдет.

Лучший микс

Состав смеси найтрокс можно оптимизировать для заданного запланированного профиля погружения. Это называется «Лучшая смесь» для погружения и обеспечивает максимальное бездекомпрессионное время, совместимое с допустимым воздействием кислорода. Приемлемое максимальное парциальное давление кислорода выбирается на основе глубины и запланированного времени на дне, и это значение используется для расчета содержания кислорода в лучшей смеси для погружения:

${\ displaystyle f _ {{\ text {O}} _ {2}, {\ text {max}}} = {\ frac {p _ {{\ text {O}} _ {2}, {\ text {max} }}} {p}} = {\ frac {\ text {Максимально допустимое парциальное давление кислорода}} {\ text {Максимальное давление окружающей среды при погружении}}}}$

Производство

Есть несколько способов производства:

• Смешивание за счет парциального давления: измеренное давление кислорода сливается в баллон, и баллон «пополняется» воздухом из компрессора воздуха для дайвинга . Этот метод очень универсален и требует относительно небольшого дополнительного оборудования при наличии подходящего компрессора, но он трудоемок, а высокие парциальные давления кислорода относительно опасны.
• Декантирование предварительной смеси: поставщик газа предоставляет большие баллоны с популярными смесями, такими как 32% и 36%. Их можно дополнительно разбавить воздухом, чтобы получить более широкий диапазон смесей.
• Смешивание путем непрерывного перемешивания: измеренные количества кислорода вводятся в воздух и смешиваются с ним до того, как он достигнет входа компрессора. Концентрацию кислорода обычно контролируют как парциальное давление с помощью кислородной ячейки . Компрессор и особенно компрессорное масло должны подходить для этой службы. Если результирующая доля кислорода составляет менее 40%, может не потребоваться очистка баллона и клапана для работы с кислородом. Относительно эффективно и быстро по сравнению со смешиванием при парциальном давлении, но требует подходящего компрессора, а диапазон смесей может быть ограничен спецификацией компрессора.
• Смешивание по массовой доле: кислород и воздух или азот добавляются в цилиндр, который точно взвешивается, пока не будет достигнута требуемая смесь. Для этого метода требуются довольно большие и высокоточные весы, в остальном он аналогичен смешиванию парциального давления, но нечувствителен к колебаниям температуры.
• Смешивание путем разделения газов : используется проницаемая для азота мембрана для удаления некоторых молекул азота из воздуха до достижения требуемого смешивания. Полученный нитрокс низкого давления затем закачивается в цилиндры с помощью компрессора.
  Возможен ограниченный диапазон смесей, но оборудование быстрое, простое в эксплуатации и относительно безопасное, поскольку никогда не используется кислород с высоким парциальным давлением. Для получения стабильных результатов требуется подача чистого воздуха низкого давления и постоянной температуры. Он может подаваться от компрессора низкого давления или регулируемого источника от хранилища высокого давления или компрессора. Воздух не должен содержать загрязняющих веществ, которые могут засорить мембрану, а также при постоянных температуре и давлении на входе, чтобы обеспечить постоянное парциальное давление кислорода. Воздух должен быть пригодным для дыхания, другие загрязнения должны отфильтровываться самостоятельно. Давление входящего воздуха регулируется, а давление над мембраной регулируется для регулирования фракции кислорода в продукте. Качество воздуха CGA класса D или E подходит для подачи газа и обычно нагревается до постоянной температуры на входе. Нагревание также снижает вероятность увлажнения мембраны из-за высокой влажности. В типичной системе приточный воздух входит в тысячи полых волокон мембраны на одном конце, и кислород предпочтительно проникает через стенки волокон, оставляя в основном азот на выпускном конце, который удаляется из системы в виде отходов.
• Адсорбция с переменным давлением требует относительно сложного оборудования, в остальном преимущества аналогичны мембранному разделению. PSA - это технология, используемая для отделения газов от смеси под давлением в соответствии с молекулярными характеристиками и сродством к адсорбирующему материалу газов при температурах, близких к температуре окружающей среды. В качестве ловушки используются специальные адсорбирующие материалы, которые предпочтительно адсорбируют целевые газы при высоком давлении. Затем процесс переходит на низкое давление для десорбции адсорбированного материала и промывки контейнера с адсорбентом.

Маркировка баллонов для идентификации содержимого

Любой водолазный баллон, содержащий смесь газов, отличных от стандартного воздуха, требует от большинства организаций, занимающихся обучением дайверов, и некоторых национальных правительств, чтобы он имел четкую маркировку, указывающую на текущую газовую смесь. На практике обычно используют напечатанную клейкую этикетку для указания типа газа (в данном случае найтрокс) и добавляют временную этикетку для определения анализа текущей смеси.

Стандарты обучения для сертификации найтрокса предполагают, что состав должен быть проверен дайвером с помощью анализатора кислорода перед использованием.

Региональные стандарты и конвенции

Европейский Союз

На территории ЕС клапаны с выходной резьбой M26x2 рекомендуются для баллонов с повышенным содержанием кислорода. Регуляторы для использования с этими баллонами требуют совместимых разъемов и не могут напрямую подключаться к баллонам для сжатого воздуха.

Германия

Согласно немецкому стандарту, любая смесь с содержанием кислорода выше, чем в атмосферном воздухе, должна рассматриваться как чистый кислород. Баллон найтрокса проходит специальную очистку и идентификацию. Цвет цилиндра в целом белый с буквой N на противоположных сторонах цилиндра. Доля кислорода в баллоне проверяется после наполнения и маркируется на баллоне.

Южная Африка

Южноафриканский национальный стандарт 10019: 2008 определяет цвет всех баллонов акваланга как золотисто-желтый с французским серым плечом. Это относится ко всем газам для дыхания под водой, кроме медицинского кислорода, который должен перевозиться в баллонах черного цвета с белым плечом. Баллоны с найтроксом должны быть обозначены прозрачной самоклеящейся этикеткой с зелеными буквами, расположенной ниже плеча. Фактически это зеленая надпись на желтом цилиндре с серым выступом. Состав газа также должен быть указан на этикетке. На практике это делается с помощью небольшой дополнительной самоклеящейся этикетки с содержанием кислорода, которая изменяется при заливке новой смеси.

В редакции SANS 10019 от 2021 года цветовая спецификация была изменена на светло-темно-серый для плеча, а также была изменена спецификация этикеток, которая включает знаки опасности для материалов высокого давления и окисляющих материалов.

Соединенные Штаты

На каждом баллоне найтрокса должна быть наклейка с указанием, является ли баллон кислородно-чистым и пригоден для смешивания при парциальном давлении. Любой очищенный кислородом баллон может содержать любую смесь, содержащую до 100% кислорода. Если по какой-либо причине очищенный от кислорода баллон заполняется на станции, которая не подает газ в соответствии со стандартами очистки от кислорода, он считается загрязненным и должен быть повторно очищен, прежде чем снова может быть добавлен газ, содержащий более 40% кислорода. Баллоны, помеченные как «не очищенные от кислорода», могут быть заполнены только воздушными смесями, обогащенными кислородом, из мембранных или стержневых смесительных систем, в которых газ смешивается перед добавлением в баллон, и до содержания кислорода, не превышающего 40% по объему.

Опасности

Неправильная газовая смесь

Использование газовой смеси, отличной от запланированной, увеличивает риск декомпрессионной болезни или повышенный риск кислородного отравления, в зависимости от ошибки. Можно просто пересчитать план погружения или соответствующим образом настроить подводный компьютер, но в некоторых случаях запланированное погружение может оказаться невозможным.

Многие обучающие агентства, такие как PADI , CMAS , SSI и NAUI, обучают своих дайверов лично проверять процентное содержание кислорода в каждом баллоне с найтроксом перед каждым погружением. Если процентное содержание кислорода отклоняется более чем на 1% от запланированной смеси, дайвер должен либо пересчитать план погружения с фактической смесью, либо прервать погружение, чтобы избежать повышенного риска кислородного отравления или декомпрессионной болезни. В соответствии с правилами IANTD и ANDI по использованию найтрокса, которые соблюдаются на большинстве дайв-курортов по всему миру, заправленные баллоны с найтроксом регистрируются лично в журнале учета газового смесителя, который содержит для каждого баллона и заправки номер баллона, измеренный процентный состав кислорода, подпись принимающего дайвера (который должен был лично измерить долю кислорода перед доставкой) и рассчитанная максимальная рабочая глубина для этой смеси. Все эти шаги минимизируют опасность, но увеличивают сложность операций, поскольку каждый дайвер должен использовать определенный баллон, который он проверил. В Южной Африке национальный стандарт по обращению и наполнению переносных баллонов сжатым газом (SANS 10019) требует, чтобы баллон был помечен наклейкой, на которой его содержимое указывается как найтрокс и указывается доля кислорода. Подобные требования могут применяться и в других странах.

Пожар и токсичное загрязнение баллона из-за кислородных реакций

Смешивание при частичном давлении с использованием чистого кислорода, декантированного в цилиндр перед добавлением воздуха, может включать очень высокие фракции кислорода и парциальные давления кислорода во время процесса декантации, которые представляют собой относительно высокую опасность возгорания. Эта процедура требует осторожности и мер предосторожности со стороны оператора, а также оборудования для слива и баллонов, чистых для работы с кислородом, но оборудование относительно простое и недорогое. Смешивание при частичном давлении с использованием чистого кислорода часто используется для получения найтрокса на борту дайв-бота, но оно также используется в некоторых магазинах и клубах для дайвинга.

Любой газ, который содержит значительно больший процент кислорода, чем воздух, является пожароопасным, и такие газы могут реагировать с углеводородами или смазочными материалами и уплотнительными материалами внутри системы наполнения с образованием токсичных газов, даже если пожар не очевиден. Некоторые организации освобождают оборудование от стандартов очистки от кислорода, если доля кислорода ограничена 40% или менее.

Среди агентств по оздоровительному обучению только ANDI придерживается директивы о необходимости очистки кислородом оборудования, используемого с содержанием кислорода более 23%. USCG, NOAA, ВМС США, OSHA и другие агентства по рекреационной подготовке принимают предел в 40%, поскольку при правильном применении этого правила не было известно ни о каких несчастных случаях или происшествиях. Десятки тысяч дайверов-любителей проходят обучение каждый год, и подавляющее большинство этих дайверов обучаются «правилу более 40%». Большинство заправочных станций найтрокса, которые поставляют предварительно смешанный найтрокс, заполняют баллоны смесями ниже 40% без сертификации чистоты для работы с кислородом. Баллоны Luxfer предусматривают кислородную очистку для всех смесей с содержанием кислорода более 23,5%.

Следующие ниже ссылки на очистку кислородом конкретно ссылаются на рекомендацию "более 40%", которая широко используется с 1960-х годов, и консенсус на семинаре по обогащенному воздуху 1992 года заключался в том, чтобы принять эту рекомендацию и сохранить статус-кво.

• Свод федеральных правил, часть 1910.430 (i) - Коммерческие водолазные работы
• Спецификации кислорода OSHA 1910.420 (1)
• Технические характеристики кислорода NOAA (приложение D)
• Технические характеристики кислорода ВМС США US MIL-STD-777E (SH) Примечание K-6-4, кат. K.6
• Спецификации кислорода береговой охраны США. Название 46: Доставка, с изменениями до 10-1-92. 197.452 Очистка кислородом 46 CFR 197.451

Большая часть путаницы, по-видимому, является результатом неправильного применения руководящих принципов PVHO (сосудов высокого давления для использования людьми), которые предписывают максимальное содержание кислорода в окружающей среде 25%, когда человек запечатан в сосуде (камере) высокого давления. Здесь существует опасность возгорания для живого человека, который может оказаться в богатой кислородом среде горения.

Из трех обычно применяемых методов производства смесей обогащенного воздуха - непрерывное смешивание, смешивание при парциальном давлении и системы мембранного разделения - только смешивание при парциальном давлении потребует очистки компонентов клапана и баллона кислородом для смесей с содержанием кислорода менее 40%. Два других метода гарантируют, что оборудование никогда не будет подвергаться воздействию кислорода более 40%.

При пожаре давление в газовом баллоне повышается прямо пропорционально его абсолютной температуре . Если внутреннее давление превышает механические ограничения цилиндра и нет средств для безопасного выпуска сжатого газа в атмосферу, сосуд выйдет из строя механически. Если содержимое сосуда воспламеняется или присутствует загрязнитель, это может привести к возникновению «огненного шара».

История

В 1874 году Генри Флёсс совершил, возможно, первое погружение на найтроксе с использованием ребризера.

В 1911 году Дрегер из Германии испытал рюкзак с ребризером с инжекторным двигателем для стандартного водолазного костюма. Эта концепция была произведена и продана как кислородная ребризерная система DM20 и ребризерная система на нитроксе DM40, в которых воздух из одного баллона и кислород из второго баллона смешивались во время впрыска через сопло, которое циркулировало дыхательный газ через скруббер и остальную часть. петля. DM40 рассчитан на работу на глубине до 40 метров.

Кристиан Дж. Ламбертсен предложил расчеты для добавления азота, чтобы предотвратить кислородное отравление у дайверов, использующих азотно-кислородный ребризер.

Во время Второй мировой войны или вскоре после этого британские водолазы- коммандос и водолазы- клинки время от времени начинали нырять с кислородными ребризерами, адаптированными для погружений с полузамкнутым циклом найтрокса (которые они называли «смесью»), устанавливая баллоны большего размера и тщательно устанавливая расход газа с помощью расходомер. Эти разработки держались в секрете до тех пор, пока гражданские лица не дублировали их самостоятельно в 1960-х годах.

Ламбертсон опубликовал статью о найтроксе в 1947 году.

В 1950-х годах ВМС США (USN) задокументировали процедуры обогащения кислородом газа для военного использования того, что мы сегодня называем найтроксом, в Руководстве по дайвингу ВМС США.

В 1955 году Э. Ланфье описал использование азотно-кислородных водолазных смесей и метод эквивалентной воздушной глубины для расчета декомпрессии по таблицам с воздухом.

В 1960-е годы А. Галерн использовал он-лайн смешивание для коммерческого дайвинга.

В 1970 году Морган Уэллс , который был первым директором дайвинг-центра Национального управления океанографии и атмосферы (NOAA), начал внедрять процедуры погружений для воздуха, обогащенного кислородом. Он представил концепцию эквивалентной глубины воздуха (EAD). Он также разработал процесс смешивания кислорода и воздуха, который он назвал системой непрерывного смешивания. На протяжении многих лет изобретение Уэллса было единственной практической альтернативой смешиванию парциального давления . В 1979 году NOAA опубликовало процедуры Уэллса по научному использованию найтрокса в Руководстве NOAA по дайвингу.

В 1985 году Дик Рутковски , бывший сотрудник NOAA по безопасности дайвинга , основал IAND (Международную ассоциацию дайверов на найтроксе) и начал обучать использованию найтрокса для любительского дайвинга. Некоторые сочли это опасным и встретили большой скептицизм в дайвинг-сообществе.

В 1989 году на семинаре океанографического института Харбор-Бранч были рассмотрены вопросы смешивания, ограничения содержания кислорода и декомпрессии.

В 1991 году журнал Bove, Bennett и Skindiver выступил против использования найтрокса для любительского дайвинга. Ежегодная выставка DEMA (проходившая в том же году в Хьюстоне, штат Техас) запретила поставщикам услуг по обучению найтроксу участвовать в выставке. Это вызвало негативную реакцию, и когда DEMA уступила, ряд организаций воспользовались возможностью провести семинары по найтроксу вне выставки.

В 1992 году Группа ресурсов по подводному плаванию с аквалангом организовала семинар, на котором были установлены некоторые руководящие принципы и устранены некоторые заблуждения.

В 1992 году BSAC запретил своим членам использовать найтрокс во время деятельности BSAC. Название IAND было изменено на Международная ассоциация найтроксов и технических дайверов ( IANTD ), буква T была добавлена, когда Европейская ассоциация технических дайверов (EATD) объединилась с IAND. В начале 1990-х эти агентства обучали найтроксу, но основные агентства подводного плавания - нет. Были созданы дополнительные новые организации, включая американскую Nitrox Divers International (ANDI), которая изобрела термин «Safe Air» для маркетинговых целей, и Technical Diving International (TDI). NAUI стало первым крупным агентством по обучению дайверов-любителей, которое ввело в действие найтрокс.

В 1993 году Sub-Aqua Association была первым британским агентством по обучению любительскому дайвингу, которое признало и одобрило обучение Nitrox, проведенное их членами с одним из технических агентств. Первая квалификация по найтроксу для рекреационных занятий SAA была выдана в апреле 1993 года. Первым инструктором по найтроксу в SAA был Вик Бонфанте, и он был сертифицирован в сентябре 1993 года.

Тем временем магазины дайвинга находили чисто экономическую причину для предложения найтрокса: для его использования требовались не только совершенно новый курс и сертификация, но и вместо дешевой или бесплатной заправки баллонов сжатым воздухом магазины дайвинга обнаружили, что они могут взимать большие суммы денег. для смешивания найтрокса с обычными, умеренно опытными дайверами. С новыми подводными компьютерами, которые можно было запрограммировать на более длительное время погружения и более короткое время остаточного азота, которое давал найтрокс, у спортивного дайвера увеличился стимул к использованию газа.

В 1993 году журнал Skin Diver , ведущее издание по любительскому дайвингу в то время, опубликовал серию из трех частей, в которых утверждалось, что найтрокс небезопасен для спортивных дайверов. Компания DiveRite произвела первый подводный компьютер , совместимый с найтроксом , под названием Bridge, конференция aquaCorps TEK93 прошла в Сан-Франциско, и был установлен практический предел содержания масла в 0,1 мг / м ³ для кислородосодержащего воздуха. Канадские вооруженные силы выпустили таблицы EAD с верхним значением PO ₂ 1,5 ATA.

В 1994 году на Бирмингемском дайв-шоу Джон Лэмб и Вандаграф представили первый анализатор кислорода, созданный специально для дайверов, работающих на найтроксе и смешанных газах.

В 1994 году BSAC изменил свою политику в отношении найтрокса и объявил, что обучение BSAC найтроксу начнется в 1995 году.

В 1996 году Профессиональная ассоциация инструкторов по дайвингу (PADI) объявила о полной образовательной поддержке найтрокса. В то время как другие основные организации, занимающиеся подводным плаванием с аквалангом, ранее заявили о своей поддержке найтрокса, именно поддержка PADI сделала найтрокс стандартным вариантом для любительского дайвинга.

В 1999 г. исследование, проведенное RW Hamilton, показало, что за сотни тысяч погружений на найтроксе рекорд DCS является хорошим. Найтрокс стал популярным среди дайверов-любителей, но нечасто используется коммерческими дайверами, которые, как правило, используют дыхательные аппараты с поверхностным питанием. OSHA приняла петицию об отклонении от правил коммерческого дайвинга для инструкторов по подводному плаванию.

Издание 2001 года Руководства NOAA по дайвингу включало главу, предназначенную для обучения найтроксу.

В природе

Временами в геологическом прошлом атмосфера Земли содержала гораздо больше, чем 20% кислорода: например, до 35% в период верхнего карбона . Это позволило животным легче усваивать кислород и повлияло на их эволюционные закономерности.

Смотрите также

• Другие газы для дыхания  - газ, используемый для дыхания человека
  • Аргокс  - газовая смесь, иногда используемая аквалангистами для надувания сухого костюма.
  • Гелиокс  - газ для дыхания, смешанный из гелия и кислорода.
  • Hydreliox  - дыхательная газовая смесь гелия, кислорода и водорода.
  • Hydrox  - смесь газов для дыхания, экспериментально используемая для очень глубоких погружений.
  • Trimix  - газ для дыхания, состоящий из кислорода, гелия и азота
• Методы смешивания газов  - производство специальных газовых смесей согласно спецификации
  • Мембранное разделение газов  - Технология разделения определенных газов из смесей
• Баллон для дайвинга  - баллон со сжатым газом под высоким давлением, используемый для хранения и подачи дыхательного газа для дайвинга.
• Эквивалентная воздушная глубина  - Метод сравнения требований к декомпрессии для воздуха и данной смеси найтрокса.
• Парциальное давление  - давление, относящееся к компоненту газа в смеси.
• Максимальная рабочая глубина  - глубина морской воды, при которой заданная газовая смесь для дыхания будет иметь предельное максимальное парциальное давление кислорода.
• Азотный наркоз  - Обратимые наркотические эффекты дыхательного азота при повышенном парциальном давлении.
• Кислородная токсичность  - Токсичное воздействие вдыхания кислорода в высоких концентрациях.

использованная литература

Сноски

внешние ссылки

• НАСА - Стандарты безопасности при работе с кислородом и кислородом