潜水技术

1960年代已突破1万 米 70年代以前，主要用 于探险和科考 70年代以后，主要用 于海洋开发和科学研 究，以及近年来的海 洋环境的研究。
潜水服 潜水钟 潜水服
潜水球
“的里雅斯特”号
潜水作业系统 有人潜水 高压潜水 常压潜水 常 规 潜 水 饱 和 潜 水 抗 压 潜 水 服 有 人 潜 水 器 无人潜水
• 潜水医学又称水下医学，是研究和解决潜水作业过程中各种 医学问题的一门学科。它是潜水技术与医学科学之间的一门 新兴的应用性边缘学科。 • 由于人在水下要承受静水压(海水深10米增加1个大气压)， 必须呼吸压缩气体以平衡机体内外的压力，因而处在高气压 环境中。所以，研究高气压和水下环境中各种物理、化学、 生物因素对人体造成的一系列专门的医学问题，构成了潜水 医学内容的特点。潜水医学与专门研究沉箱、隧道等高气压 作业和临床高压氧治疗舱工作中各种医学问题的学科，共同 组成高气压医学。 • 潜水作业是在高压、低温、能见度差、水阻力大、呼吸高分 压气体、有水中生物袭击等复杂多变的环境中进行的强劳动。 与常压下的其他作业相比，不仅艰苦得多，而且存在着一定 的潜在危险性。如果各种因素的作用超过了机体的生理耐受 限度，便可引起对潜水人员机体健康不利的反应，导致疾病 和伤害(潜水职业病)、甚至残疾或死亡。
2．呼吸管潜水 人在水面下通过口衔管子呼吸水面以上空气的潜水方式， 称为呼吸管潜水。 据传说，希腊人Aristotle观察到大象过河，水深淹没全 身，象举鼻管向上，鼻孔露出水面，从容呼吸，潜水到达对岸， 仿生地创造呼吸管潜水。古罗马（公元前77年）有记载：用苇 管装备军队作呼吸管，借以潜水而隐蔽渡河。 我国明代“没水采珠”时，用“锡造弯环空管”对掩没人 口鼻，令舒透呼吸于中（《天工开物· 珠玉》，1637）。现代的 呼吸管在某些潜水-游泳的初步训练时用。
பைடு நூலகம்
1911年工程师冈斯.加尔曼乘坐自己设计的潜 水箱，达458m。 1929年 威廉.比勃与奥梯斯.巴顿（美）设计 了进步世纪“潜水球”，1934年潜深达923m。 1949年 巴顿在新研制的潜水球中，深潜达 1375m。 1948年 奥古斯.皮卡尔（瑞士）设计了能自动 行走的深潜球，下潜到1375米。 1953年皮卡尔设计的深潜器“的里雅斯特”号， 潜深3700m。 1954年 法国格.胡奥与皮.维利姆，乘坐“弗 恩斯－3”号，潜深4050m。
最早记载潜水钟，约在公元前300多年（希腊Aristotle）。 使用潜水钟，则在16世纪30年代。那些都是原始的潜水钟，下潜 愈深，钟内水面愈高，而且钟内气体难以更新，直到17世纪末 （1690，Halley）至18世纪，才实现了潜水钟的改进和用压气机 械与之配套，注压缩空气入钟内，迫使钟内水面下降与钟口齐平， 钟内的气体亦可更新。 潜水钟，现在有时被称开（放）式潜水钟，钟内压与所在深 处的压强必相等）现已不常用。但潜水钟的原理却被直接或间接 地用于沉箱、水底隧道、各型可潜舱（例如水下观察箱、下潜式 加压舱或人员运载舱等）以及潜水头盔等。现在，有些场合，广 义地把某些立式的可潜舱（有底门、舱内压与所在深度处的压强 可相等亦可不相等）叫做"潜水钟"，甚至简称为"钟"(bell)。
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治疗
• （一）特殊治疗 及时送入高压舱中再加压治疗减压病是唯一有效的方法， 可使90％以上的急性减压病获得治愈。近年来，我国用加压治疗，使有的慢 性减压病患者症状明显减轻。加压治疗愈早愈好，以免时间过久招致组织严 重损害而产生持久的后遗症。
• （二）药物治疗 对严重病例，加压治疗只能排除气泡的栓塞作用，有时难 以解决继发的生化变化及机能障碍。药物作为辅助疗法，一般应在减压病刚 发病时就给药，效果较好。常用药物有血液扩容剂如低分子右旋糖酐、血浆 和生理盐水，除了使血液扩容外，尚可抑制血小板粘附和聚集，减少血小板 因子的活性，从而阻止血凝，改善症状和体征。近年来上海市杨浦区中心医 院调查440名潜水员，见潜水后饮酒者急性减压病的发病率26.0％，明显低 于潜水后不饮酒者74.0％. 用兔作实验，也见乙醇对急性减压病有直接治疗 作用，主要由于乙醇不但是一有效的消泡剂，还能抑制血小板粘附到气泡壁 上，且使血小板从气泡壁上解离下来，因而血小板数明显上升。提出潜水员 出水后迅速饮50度白酒75～150g治疗急性减压病为适宜剂量，此疗法简便， 在无加压舱的边远地区更有实际意义。此外，小剂量阿司匹林可抑制血小板 的聚集和释放作用。肾上腺皮质激素类药物可恢复血管的正常通透性，减少 血浆渗出，缓解脑和脊髓水肿。根据病情可用多巴胺、氨茶碱、地西泮（安 定）等对症处理。 • （三）其他治疗 如有肌肉关节痛，在再加压后，可进行全身热水浴，并可 用按摩及理疗等。有气急者，除再加压外，须保持安静，适量给氧吸入等。
2.饱和潜水——潜水员在呼吸过程中，一部分 中性气体逐步溶解在人体内，并随时间的延长 而增加，但当潜水一定时间后（理论64小时， 实际24小时），当溶于体内的中性气体与人体 释放出的相等时，溶解量就不再增加，这种状 态称为饱和状态。一旦达到饱和之后，无论潜 水员在此高压环境下停留多长时间，减压时间 将不随停留时间的延长而增加。这一原理称为 饱和潜水(saturation diving).
• 依症状可分成减压病一型与减压病二型，与慢性型减 压病等三种类型。 减压病一型,主要是因为惰性气体形成气泡后堵塞 于皮下组织、关节或肌肉之间造成关节剧烈疼痛，影 响行为能力，其主要症状有：皮肤发痒、刺痛、红疹、 关节肌肉疼痛。 减压病二型,主要是因为气体气泡充塞于人体的呼 吸系统、循环系统或神经系统造成身体机能的严重障 碍引发休克与死亡，其主要症状有：头昏、眼花、恶 心、呕吐、耳鸣、晕眩、言语障碍、视觉模糊、四肢 麻木、协调困难、胸闷胸痛、失明、休克、死亡。
使用呼吸管潜水当然也比较简便，但不能倾侧，以防水进 入管内。虽然，这可借改变呼吸管形状和利用浮阀解决，但仍 然对水下活动方式及其姿势有相当的约束,潜水深度一般不超过 2米；潜水时间也相当有限。
3．潜水钟 潜水钟(diving bell)为由倒扣桶发展而来的"罩器"状大 型潜水装备。钟内的空气供潜水者呼吸。潜水者在钟内，随钟沉 到水底，在钟所覆盖的范围内工作。
有 缆 潜 水 器
无 缆 潜 水 器
第二节 有人潜水系统
指人使用或操纵潜水装备、可潜器等潜入 水下作业的设备系统。 一、高压潜水技术(直接潜水) 高压潜水——指采用非抗压潜水装置，人 体直接暴露在水压环境中进行潜水作业。
（一）屏气潜水和早期的潜水钟
1．屏气潜水 吸一口气，停住呼吸动作，潜入水下，在 耐受极限时间到达之前又急速上升出水，通大气恢复呼吸动 作。这种潜水方式称为屏气潜水(breath-hold diving)。 特点:屏气潜水最明显的限制是潜水者可用的气体太 少，故潜水的时间不可能长；有利的一面是很简便，人在水 下的可动性相对地好。因此在一定条件下仍不失为一种有用 的潜水方式。 在西班牙的战舰上，很长时期都设有不使用潜水呼吸 装置的潜水-游泳专职人员。日本等地的潜水采珠女（海女， Ama），现仍借屏气潜水（戴护目镜或面罩）采拾珠贝，约可 达40 m深度。曾有人屏气潜水创造了96.3 m深度的记录，当 然不可能进行作业。 屏气潜水一般都是裸潜(skin diving)，不着保暖服装， 故不可能在水温低的情况下进行。
潜水技术
潜水技术是进行水下作业如海洋
开发利用以及打捞、救助、观测的一
项重要手段,是指供人员和机具潜入 水下环境的专门装备和操作方法。
第一节深海探险史
四千年前，屏气潜水采集珍珠贝类。 公元前323年古希腊学者亚里士多德和马其顿 王亚历山大发明－－潜水钟。
16世纪出现木制潜水钟，下潜深度可达 20m。 17世纪英国人埃德蒙.伽列依，利用气管 使潜水钟与大气相通。潜水气钟变成了 潜水箱，潜深达到165m。 1837年制成了一种软潜水服，由头盔和 衣服组成，头盔密不透水，使潜深达到 180m，后来又出现了硬潜水服，配备氧 气筒，潜深达350m。
从水面通过管道(hose)向潜水者所戴的头盔(helmet)内送新鲜呼吸气体，
（二）高压潜水的分类
1.常规潜水——指潜入水下进行短时间作业后立即 减压回到水面的潜水。又称“非饱和潜水”。
重潜式——由水面供气，配备重潜服
轻潜式——自携式供气，通过潜水呼吸器向面罩供气 呼出气的 处理方式 ①直接排放； ②全部回收，经净化补充氧后使用； ③少量排除，大部分回收
减压病发生的原因： 中性气体溶解在体液中的量随潜深和时间增 加而增加。潜水回到水面时，气体会从体液 释放出来，血液中出现大量的气泡，这些中 性气体常为氮气，所有使人浑身发痒、肩、 肘关节疼痛、头痛、呼吸困难、瘫痪甚至死 亡。 方式： 须经减压过程，慢慢地浮上来。如水深200m， 时间20分钟，需减压4小时。
• 临床表现 • 绝大多数患者症状发生在减压后1～2小时内。在减压过程中发病者占总 发病数9.1％，减压结束后30分钟内占50％，1小时占85％，3小时占95％，6 小时占99％，6小时到36小时仅占1％。减压愈快，症状出现愈早，病情也愈 重。 • （一）皮肤 瘙痒及皮肤灼热最多见。瘙痒可发生在局部或累及全身， 以皮下脂肪较多处为重，主要由于气泡刺激皮下末梢神经所致。由于皮肤血 管被气泡栓塞，可见缺血（苍白色）与静脉淤血（青紫色）共存，而呈大理 石样斑纹。大量气体在皮下组织聚积时，也可形成皮下气肿。 （二）肌肉骨骼系统 约90％的病例出现肢体疼痛。轻者有劳累后酸痛， 重者可呈搏动、针刺或撕裂样难以忍受的剧痛。患肢保持弯曲位，以求减轻 疼痛，又称屈肢症或弯痛（bends）。疼痛部位在潜水作业者以上肢为多， 沉箱作业则以下肢为多，主要由于深度较大，时间较长且劳动强度较大之故。 局部检查并无红肿和明显压痛。引起疼痛原因可由于神经受累、血管与肌肉 痉挛、局部缺氧、肌腱及骨关节损伤等。 （三）神经系统 大多损害在脊髓，因该处血流灌注较差，特别是在供 血较少的胸段。可发生截瘫，四肢感觉及运动机能障碍，以至尿潴留或大小 便失禁等。如不及时进行有效治疗，病变可长期存在。 由于脑部血液供应丰富，脑部病变较少。如脑部血管被气泡栓塞，可产 生头痛、眩晕、呕吐、运动失调、偏瘫，重者昏迷甚至死亡。特殊感官受累 可产生内耳眩晕综合征、神经性耳聋、复视、视野缩小、视力减退等。 （四）循环、呼吸系统 血循环中有多量气体栓塞时，可引起心血管功 能障碍，如脉搏增快、粘膜发绀等，严重者并发低血容量休克。淋巴管受侵， 可产生局部浮肿。如大量气体在肺小动脉及毛细血管内栓塞时，可引起肺梗 塞或肺水肿等。
4．头盔-供气管潜水
头盔内含有呼出气的气体经另外的途径排出。这种方式的潜水，又称通风式 潜水(ventilative diving)。 在16～18世纪，逐渐发展了皮革头盔（其实是扣在潜水者肩上罩住潜水 者头颈的“小潜水钟”）接管子至水面，以图借此向潜水者供气。但无法平 衡水压，故无效。直到发明了以风箱通过管子从水面向头盔内送气 (Freminet, 1774)，才开创了通风式潜水的纪元。19世纪30年代 (Siebe,1837)，奠定了现代通风式装具的雏型：头盔-领盘-潜水衣连接为一 体的潜水服，使潜水者处于潜水服内的微小环境中，因体积大、压载重，后 被称为重潜水装具。这类装具后又经改进和多样化，并配以潜水电话等。 现一般用于45m以浅的空气潜水。必要时，在技术条件等都具备时，可 以用来潜至60m甚或更深些。由头盔-供气管潜水装具结合了Venturi 原理和 密闭循环（即闭合循环）式装具的原理发展而成的喷射-再生式潜水装具， 在本世纪初叶试用，30年代末（1939）开始在大海应用，主要用于氦氧重潜 水。氦氧重潜水一般用于60 m以深到150 m左右，常用的限制深度为120 m。 头盔-供气管潜水装具的稳定性好，从水面供气可源源不断，水面对潜 水者作监护较方便。