NAUI 是少數提供特定流程來處理等壓逆擴散 (Isobaric Counterdiffusion, ICD) 問題的訓練機構之一。NAUITEC 教練訓練官暨考核官丹尼爾·米利科夫斯基 (Daniel Millikovsky) 在此解釋他們如何根據其「降低梯度氣泡模型」(Reduced Gradient Bubble Model, RGBM) 來降低 ICD 風險。接著,GUE 教練訓練官暨評估官理查·倫德格倫 (Richard Lundgren) 解釋 GUE 在這個議題上的立場。氣體會雙向擴散!
發表於:2020/05/05
作者:InDEPTH
原文出處:InDEPTH
中文翻譯:數位藍海潛水攝影俱樂部

標題圖片拍攝:德克·雷默斯 (Derk Remmers)
不是理論,是事實!NAUITEC 如何處理ㄛ
作者:丹尼爾·米利科夫斯基 (Daniel Millikovsky)
在技術潛水圈裡,對於規劃氣體切換時,特別是在上升過程中,我們是否應該注意這個物理定律,存在一些混淆。這裡有一些關於這個主題的基本知識,以及自 1997 年以來,NAUI 的技術部門 NAUITEC 如何在訓練和潛水操作中解決這個問題。
事實:等壓逆擴散是一種真實的氣體傳輸機制。我們需要在混合氣體潛水中注意它。
虛構:等壓逆擴散是一種理論實驗室概念,根本不會影響潛水員。
摘錄自《NAUI 技術潛水員》課本:
等壓逆擴散 (ICD) 描述了使用氦氣和氮氣的潛水員血液和組織中一種真實的氣體傳輸機制。它不只是某種理論上的虛構,而且對技術潛水有重要的影響。它最初是由 Kunkle 和 Strauss 在氣泡實驗中於實驗室觀察到的,是一種基本的物理定律,最初由 Lambertsen 和 Idicula 在潛水員身上進行研究,在醫學和生理學期刊中被廣泛報導,並被全球減壓科學界所接受。
等壓意味著「壓力相等」。逆擴散意味著兩種或多種氣體在相反方向上擴散。對於潛水員來說,相關的氣體是惰性氣體裡的氮氣和氦氣,而不是像氧氣、二氧化碳、水蒸氣或大氣中的微量氣體這樣的代謝氣體。具體而言,混合氣體潛水操作中的 ICD 涉及兩種惰性氣體在組織和血液中在相等環境壓力下向相反方向移動。為了理解這一點,我們必須考慮它們的相對擴散速度。較輕的氣體比較重的氣體擴散得更快。事實上,氦氣 (He) 比氮氣 (N2) 輕七倍,擴散速度快 2.65 倍。
如果潛水員的組織中充滿氮氣,並且他們的血液中充滿氦氣,這將導致更大的總氣體負載,因為氦氣進入組織和血液的速度比氮氣逸出的速度快,從而導致惰性氣體張力增加。相反,如果潛水員的組織中充滿氦氣,並且他們的血液中充滿氮氣,這將產生相反的效果:氦氣逸出速度比氮氣進入速度快,總惰性氣體張力將降低。最後一種情況是我們在減壓計劃中可以稱之為「好的 ICD」,但我們需要在上升時明智地選擇氮氣的比例。
同時,杜利特和米切爾對內耳減壓病 (IEDCS) 的研究也表明,常見的演算法(例如 波曼,Bühlmann)可能無法很好地模擬內耳。杜利特和米切爾提出,從富含氦氣的混合氣體切換到富含氮氣的混合氣體(這在技術潛水中,從氦氮氧切換到高氧混合氣體時很常見),可能會導致內耳裡的惰性氣體短暫處於過飽和狀態,從而導致 IEDCS。他們建議,從富含氦氣的混合氣體切換到富含氮氣的混合氣體時,應該仔細安排在深處(適當考慮氮麻醉)或淺處進行,以避免減壓導致的最大過飽和時期。切換也應該在呼吸可以安全耐受的最大吸入氧氣分壓下進行,並適當考慮氧中毒。
在使用輕氣體填充乾式潛水衣,同時呼吸重氣體的情況下,由此產生的皮膚損傷是一種表面效應,其症狀被稱為「皮下 ICD」。重氣體到輕氣體呼吸氣體切換產生的氣泡被稱為「深層組織 ICD」,顯然不是一種表面皮膚現象。總之簡單判斷:不要用比你呼吸的氣體更輕的氣體填充你的潛水衣,並避免在減壓時進行重氣體到輕氣體的切換。在兩種情況下,氣泡產生的風險都會隨著暴露時間的增加而增加。
更簡單地說,輕氣體到重氣體程序會減少氣體負載,而重氣體到輕氣體程序會增加氣體負載。然而,請注意,在使用CCR潛水時,這些逆向傳輸問題都不會發生。
NAUITEC 的方式
等壓逆擴散 (ICD) 不是科學理論,而是事實。了解並避免 ICD 是減少氣泡形成和增加減壓病 (DCS) 風險的方法,並從長遠來看,能實現更有效的減壓操作。
在深處的氦氮氧潛水需要用到高比例氦氣和低比例氮氣的混合氣體 [請注意,NAUITEC 要求等效麻醉深度 (END) 為 30 公尺,類似於GUE ]。NAUITEC 採用基於風險降低的氦氮氧減壓分層方法。
在其首選的「零階規則」(ICD 零風險)中,NAUITEC 建議潛水員在上升時不要從氦氣切換到氮氣(氮氧混合氣體)呼吸混合氣。相反,潛水員使用他們的底部氣體(氦氮氧)進行減壓,直到到達 6 公尺/20 英尺的停留點,然後使用純氧 (O2) 進行減壓。這減少了任務負擔,並最大限度地減少了切換變化。
如果潛水員想要減少他們的減壓時間,或是想在更深的地方使用減壓氣體,他們可以換成一種中間的減壓氣體,特別是一種「富氧」氦氮氧,也叫做 Helitrox 或 Triox,氧氣的比例要超過 23.5%。實際上,這是透過用氧氣取代氦氣,並且保持氮氣的比例不變,或最好是更少來實現的。這樣可以避免「等壓逆擴散」造成的氮氣衝擊。請注意,NAUI 建議潛水員始終保持等效空氣深度 (END) 不超過 30 公尺/100 英尺。
這是我們推薦和實踐的,我們認為它比在 21 公尺/70 英尺處,從氦氮氧滯底氣體切換到富氧氮氧混合氣體 (EAN) 50(也就是 50% 氧氣,50% 氮氣)的風險更低,後者是常見的潛水社群做法。這裡的重點是,透過避免等壓切換,氮氣進入身體的梯度已經降到最低。如果要偏離「零階規則」,必須要有非常高的風險收益比!
額外的規則會增加風險。「一階規則」:在深於 30 公尺/100 英尺處,不要從氦氣切換到氮氣呼吸混合氣體。「二階規則」:在深於 21 公尺/70 英尺處,不要從氦氣切換到氮氣混合氣體。
最後一條規則在技術潛水中似乎很常見,但它沒有經過正式測試。當風險超過好處時,請說不。很多時候,氣體切換的好處並不會超過風險。降低風險始終是主要目標。
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