关于氧气中毒和氮混合气体潜水

钱塘在线

1、概述
“高氧”，“富氧”潜水……等，不同的名称均译自於“ENRICHED AIR”这个名词，它指的是以高於空气中氧气含量( 21%)的氧气与氮气所组成的混合气体， 我们以“X”或“氮氧混合气”称之。 通常采用22% – 40%氧气，再混合氮气来作休闲潜水之用。

使用NITROX潜水，有它的优点，也有它的限制，但最重要的是潜水的安全(NITROX的使用发展，为的也是潜水安全)。
经过良好的理论教育训练，配合正确的器械检验标示，您能有更安全的潜水环境。NITROX的发展已有数十年的历史，主要是以商业及军事用途为先，这期间曾有四度大举促销想进入休闲潜水的领域，由於潜水人口基本理论条件的不足，加以NITROX的成本稍高，普及率不理想等因素，都功败垂成。目前世界上的休闲潜水体系仍以压缩空气潜水为主。
2、高氧（Nitrox)定义
在休闲潜水中，对高氧最普遍的迷思是高氧可以让你潜得更深、潜得更久。但实际情形是，高氧是一种与空气相比较起来较适合浅水域潜水的气体，它可以让潜水员在相同的潜水深度比使用空气的潜水员有更长的免减压极限，但在高氧超过其限制更深的水域中则变成有毒性的气体。
高氧 (Nitrox) 这个名字是泛指任何以空气为基础所混合的氧浓度高於 21% 的水下呼吸气体。藉由把气瓶中的氧浓度增加、氮浓度减少 (在休闲潜水中指氧浓度在 28~40% 之间的气体，其中最受欢迎的混合氧浓度是 32%和 36%)，你会减少吸入体内的氮气而在同样的深度中延长你的免减压极限。这是一个非常简单的概念，而且被证明是可行的。
3、氧中毒
而有关於高氧可以让你潜得更深的迷思，这却是一个非常致命的错误观念。重点就在於对於潜水员来说维持生命最重要的氧气，在高压的环境下却会变成对人体有毒性的气体，我们称之为"氧中毒″。这是一个典型的过与不及都是有害的最好例子！
太高浓度的氧在被吸收以後，他们会攻击中枢神经系统，造成抽搐痉挛、视觉错乱、耳鸣、晕眩恶心、兴奋失控、及头昏等现象。以上的症状会发生在你的血管中充满太多氧气的时候，请记得氧气是不须被代谢出去的，它会紧黏著血红素甚至被当成代谢出组织的气体在我们的血管中四处流动。含有高度饱合氧气的血红素将没辨法将二氧化碳带到肺部代谢。而这时代谢出来的二氧化碳和一直吸进体内的氧在血液中的含量就一直升高会造成血管收缩，最後流到大脑的血流量减少，终於影响到神经肌的传导。
氧中毒很少发生在潜水活动中，但是一但发生在水下，症状的发生到结束是非常快速而且结果通常是致命的。肌肉痉挛通常会导致栓塞或是严重的如调节器掉落 (颜面肌肉抽搐而咬不住调节器) 而溺毙！这就是为什麼高氧课程中很重要的一节是教导学生计算氧分压和控制潜水员呼吸高氧的时间！以数学计算潜水员的可以呼吸高氧的极限就像是点著一支蜡烛，你可以用手指去瞬间捏住烛芯熄掉火焰而不会烧伤，但是如果你把你的手指放在火焰中烤个几分钟，你的手指可就烧伤了！

氧中毒
计算潜水员呼吸高氧的极限有两个重要的数据：氧的含量及呼吸的时间。
氧的含量就是计算呼吸进肺的高氧空气中的氧的压力值，也就是所谓的"氧分压″或是"PPO2″。PPO2 是以气瓶中的含氧百分比 (FO2, fraction of oxygen) 来乘以所在深度的大气压力 (PATA, pressure at depth in atmospheres)。
[PPO2=FO2 x PATA]
你必须得回忆起在一开始学潜水时，海水深度的大气压力为 [PATA=深度/10+1]，所以当你把 PATA 和 FO2 相乘後，所得到的 PPO2 越高，你所能待得时间就越短！就像蜡蠋的火焰一样，火焰越大，我们的手指烧伤的时间就越快！
潜水
时间也是另一个计算氧中毒的重要指标，从 1950~1960 年代海军及国家海洋大气管理局 (NOAA) 的研究中，我们发现一个正常、健康的一般潜水员能在 PPO2 值 1.6 的情形待 45 分钟还不会氧中毒 (这 45分钟不包含在水下有大量运动、急促呼吸的情形)。所以当你使用 Nitrox 32 (气瓶中气体氧含量32%)时，以 PPO2 1.6来算，你的最大深度限制 (MOD, Max of Depth)就是 40公尺。而使用 Nitrox 36时，MOD就是34公尺。
正如你所见的，高氧并不适合用来做深潜的气体。但高氧的确适合用在特定的深度来延长你的潜水时间，如果你比较空气潜水计划表，及高氧 Nitrox 32 的潜水计划表，你会发现从 18公尺到 36公尺的深度，呼吸高氧能有效的延长这层深度的水中停时间。Is a Lower PPO2 Safer?
那如果我用较低的 PPO2 值是否比较安全？ PPO2 值较低就较安全是常见的另一个迷思。大部份的训练机构使用的计划表都有相似的 PPO2 限制，而有些技术潜水训练组织则会训练潜水员使用较高的 PPO2 值来完成一些较特殊的潜水活动，而相对来说较保守的休闲潜水训练机构来说，他们大多把 PPO2 限制在 1.4。但实际上来说，只有 PPO2 值的限制而不看潜水时间是没办法知道自己是否会氧中毒的！以较低的 PPO2 的确可以延长在你在水下待的时间，然而氧中毒不会因为你只把 PPO2 值降低就不会发作！也就是说，一个潜水员以 PPO2 1.4 潜了150分钟和以 PPO2 1.5潜 120分钟和以 PPO2 1.6潜 45分钟的人一样危险，这就像是在不同深度潜水到接近各自的免减压极限都很容易得减压病一样。

Nitrox in Practice
但上面所说的一大堆数学方程式看起来好复杂！放心，高氧潜水员课程有一些简单的方法和工具来让你可以增加你的潜水时间同时又能保持自己的氧吸收量可以在安全范围内。
潜水
高氧潜水员须要亲自量测自己呼吸用的气体中的氧浓度，然後依此浓度及规定的 PPO2 来计算你的最大安全深度！标准的 Nitrox 潜水计划表就像是空气潜水计划表使用一样，可以告诉潜水员更长的免减压极限及潜水时间。或者是潜水员就可以按照空气潜水计划表来规划自己的潜水，这样子反而因为潜水时间不可能达到高氧潜水的免减压极限，会使你本身得减压病的安全系数变更高了。而高氧潜水员也会在课程中学习如何在 24小时内追踪自己呼吸的氧是否会造成中枢神经氧中毒的情形！
当然最简单的方法是把你气瓶中氧浓度就输入到潜水电脑表中，这样电脑表就会自动帮你计算你的潜水免减压极限、高氧呼吸量及中枢神经氧中毒的所有必要资料，还有什麼比这个更简单的事？