Кессонная болезнь

Особую, своеобразную опасность для ныряльщика представляет не само по себе повышение давления, увеличивающееся вокруг него. Выше уже говорилось о том, что при погружении в воду на каждые следующие 10 м давление увеличивается на одну атмосферу. Это означает, таким образом, что каждый квадратный сантиметр поверхности испытывает нагрузку, возрастающую на один килограмм. Площадь поверхности человеческого тела составляет в среднем около 2 м², т. е. 20 000 см. Значит, с возрастанием глубины погружения на 10 м давление воды на ныряльщика возрастает на 20 т.

Человеческое тело состоит в основном из костей и мышечных тканей, последние в значительной мере пронизаны жидкостью. Увеличивающееся давление действует на человеческое тело не только как на нечто целое; преимущественно его влияние сказывается на газах, находящихся в замкнутых клетках тканей тела. Основная опасность увеличения давления для человека заключена прежде всего в том воздухе, которым он дышит, независимо от того, пользуется ли он поверхностным воздухом, поступающим через шланг, или дышит через дыхательный аппарат. Дело в том, что условия дыхания совершенно особым образом изменяются с возрастанием давления. Вдыхаемый человеком атмосферный воздух (по объему) состоит приблизительно из следующих частей: кислород ‑ 21%, азот ‑ 78, инертные газы ‑ 0,97, углекислота ‑ 0,03%.

Поскольку речь идет о воздухе как о смеси газов, мы должны помнить, что в соответствии с законом Дальтона каждая отдельная составляющая смеси испытывает давление, прямо пропорциональное ее объемному процентному содержанию в смеси.

Пребывание человека ниже уровня поверхности воды возможно только благодаря дополнительной подаче воздуха. Наши собственные дыхательные мышцы могут преодолеть лишь незначительное превышение давления (около 0,15 атм) и то в течение лишь очень краткого времени.

Раньше ошибочно считалось, что человек может вполне удобно дышать воздухом через довольно длинный шланг. Это, как уже говорилось выше, действительно возможно, но, во‑первых, на глубине не более 0,5 м, во‑вторых, очень недолго. Входящий в легкие воздух должен преодолевать при этом внутреннее давление дыхательных органов ныряльщика, испытывающего действие слоя воды. Постоянное потребление кислорода и выдыхание углекислого газа обусловливают необходимость продолжительного снабжения подводника свежим воздухом. Азот (78% атмосферного воздуха), несмотря на свою химическую инертность, вследствие своих физических свойств становится очень опасным для тканевой жидкости тела находящегося под давлением пловца. Он в некотором количестве постоянно растворен в тканевой жидкости, причем это количество увеличивается с ростом давления, испытываемого ныряльщиком.

Подобным образом из обычной минеральной воды готовят газированную воду, под большим давлением насыщая ее углекислым газом. Пока сохраняется высокое давление, газ растворен в воде. Однако стоит открыть бутылку и вернуть таким образом ее содержимое к нормальному атмосферному давлению, вода освобождается от избытка давления. Теперь уже избыточный газ не в состоянии удерживаться в воде. Образуя массу пузырьков, бурно пеня жидкость, он вырывается из бутылки.

В теле ныряльщика происходят те же процессы.

При увеличении давления в крови и тканевой жидкости растворяется все большее количество азота. Через легкие он проникает в кровь и разносится по всему телу. Через некоторое время все тело ныряльщика, все его внутренние органы и мышечные ткани оказываются насыщенными азотом.

Когда водолаз быстро возвращается на поверхность после длительного пребывания на большой глубине, особенно если он там не просто находился, а работал, в человеческом теле происходит процесс, подобный тому, что происходит в бутылке с газированной водой. В виде больших или малых пузырьков газ стремится выйти из крови и тканевой жидкости. А один лишь газовый пузырек величиной с горошину, проникший в сердце, вызывает немедленную смерть человека (эмболию сердца). Двигаясь по артериальной системе, пузырьки газа могут закупорить сосуды головного и спинного мозга. В результате прекращается нормальное снабжение кислородом, и даже если дело не кончается смертью, наступает паралич. Пузырьки освободившегося азота нарушают нормальную деятельность нервной системы и циркуляцию крови. Вследствие этого происходит нарушение функционирования, парализация органов речи, головокружение, тошнота и т.д.

Бывает иногда, что эта разрушительная деятельность газовых пузырьков в течение нескольких часов происходит почти незаметно. Впервые с этим явлением столкнулись водолазы, работавшие под давлением в кессонах, отсюда и название, бытующее до сих пор, ‑ "кессонная болезнь".

Прежде всего, при излишне быстром подъеме одновременно с нервной системой и мышцами болезнь поражает суставы. Многие водолазы, работавшие под водой в прежнее время, становились пожизненными инвалидами.

К счастью, существует очень простое средство совсем избежать или по крайней мере сравнительно быстро избавиться от заболеваний ныряльщиков, вызываемых освобождением азота. Это средство ‑ медленное всплывание, при котором пузырьки газа не образуются. Уже в "Инструкции для водолазов" немецких военно‑морских сил (1872 г.) в главе "Советы водолазу" сказано: "Медленный подъем вообще, и в особенности с большой глубины, более чем настоятельно рекомендуется, так как быстрая смена давления опасна. Часто при подъеме следует делать даже неоднократные остановки. Пренебрежение этим правилом может кончиться для водолаза плачевно и даже стоить ему жизни".

Кровь не только медленно насыщается азотом, но так же медленно и освобождается от него. Ныряльщик должен так рассчитать свое погружение, чтобы оставить себе на всплытие время, достаточное для того, чтобы азот успел проделать обратно по организму весь тот путь, по которому он в него проник. Организм водолаза, работавшего под водой, независимо от глубины и времени сильнее насыщается азотом, чем того, кто просто спокойно погружался.

Для правильного проведения полного "обезгаживания" тела выпускаются различные руководства и таблицы. Первые такие указатели составил Холден. Он установил, что глубина в 13 м, характеризуемая прибавкой давления в 56% от атмосферного, является предельной глубиной, подъем с которой безопасен. Образование пузырьков после погружения на эту глубину еще не происходит. В таком состоянии азот выходит из организма (так же как и на меньших глубинах) через легкие и кожу.

Аналогично можно безостановочно подниматься с 50 до 20 м и со 100 до 55 м.

При подъеме с 50 м Холден предписывает медленно подойти к уровню 15 м и сделать здесь остановку на пять минут, во время которой должна выйти большая часть азота, подняться до 10 м и сделать более длинную паузу, в 10 мин, затем подняться до 6 м и задержаться на 15 мин. Самая длительная остановка должна быть сделана в трех метрах от поверхности, где происходит полное освобождение крови от проникшего в нее азота, "декомпрессия".

Если по какой‑нибудь причине невозможно соблюсти такой порядок выхода на поверхность с декомпрессионными паузами, вернувшийся с глубины должен быть помещен в камеру с искусственным давлением. Искусственное давление должно быть таким же высоким, как на тех глубинах, где находился ныряльщик. Давление в камере должно медленно меняться, имитируя обычный возврат с глубины при соблюдении всех правил безопасности. Если такой камеры нет, нужно попытаться, сменив акваланг, вновь погрузиться и пройти правильную декомпрессию при повторном подъеме.

Для отсчета времени при подъеме выпускаются специальные подводные часы, на которых отмечается время декомпрессионных остановок.

В процессе модернизации подводной техники велись поиски средств и путей, позволивших бы ускорить подъем с глубины. Исследования показали, что хороший результат дает замена азота дыхательной смеси на гелий или водород.

Склонные к полноте ныряльщики должны помнить, что их ткани медленнее насыщаются избыточным азотом, и при подъеме, в свою очередь, медленнее от него освобождаются. Жировые ткани поглощают в 2 раза больше азота, чем кровь.

В Англии произошла забавная история, непосредственно связанная с описанными выше процессами. Под одним из каналов при искусственно созданном давлении пробивали тоннель. По окончании строительства представители местной администрации и другие высокие гости спустились вниз, чтобы на месте отпраздновать соединение встречных стволов.

При этом знаменательном событии была откупорена "добрая бутыль" шампанского. Однако при повышенном давлении в штольне в вине не было ни игры, ни шипучести. Зато когда после празднования гости оказались опять на поверхности, при нормальном давлении, вино, не оказавшее никакого действия внизу, зашумело в их желудках и брызнуло наружу буквально "через рот и уши". Не оставалось ничего другого, как отправить посетителей обратно в штольню, откуда затем выводить через шлюзы, подвергая декомпрессии.