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编号:10279559
我国常规空气潜水减压表现状分析与设想
http://www.100md.com 《海军医学杂志》 1999年第2期
     作者:吴生康

    单位:海军医学研究所,上海市 200433

    关键词:常规空气潜水;潜水减压表;减压病发病率

    海军医学杂志990232 摘要 着重介绍了国内常用的几种常规空气潜水减压表的特点与不足。我国海军已颁布的空气潜水减压表,是由前苏海军三个不同年代的减压表中分别选取其中一部分组合而成,因而在深度与水下工作时间分档、氮过饱和安全系数的确定以及水面减压时吸氧方式等诸多方面存在着明显的不一致,更重要的是相当大一部分方案的安全性差,与我国海军潜水医学保障水平的实际情况极不相称。关于如何完善和发展我国常规空气潜水减压表,作者提出了自己的设想。

    潜水减压方案是潜水员完成水下作业任务后上升减压的依据,它直接关系着潜水员的安全与潜水作业效率,因而各国都根据本国潜水员的身体条件以及所处海域、海况特点,制订出各自的潜水减压表,而且每隔数年修订颁布一次。
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    常规空气潜水深度一般限于60m以浅。根据潜水员上升减压时减压方法的不同,分水下阶段减压(又称标准减压)与水面减压。采用水面减压时又因潜水员在水面加压舱内呼吸气体的不同而分为舱内吸氧减压与舱内吸空气减压。因而一套完整的常规空气潜水减压表就包括水下阶段减压表与水面舱内吸空气减压表和水面舱内吸氧减压表。

    现将目前我国潜水医学专著及海军潜水手册等刊载的,同时也是国内各潜水单位常用的几种常规空气潜水减压表的特点作一简要介绍。

    1 国外空气潜水减压表

    1.1 美国海军空气潜水减压表 美国海军的空气潜水减压表由标准空气减压表、吸氧水面减压表与空气水面减压表三个表组成。

    1.1.1 标准空气减压表 深度范围12~57m(60~90m为例外暴露)[1,2],在适宜水下工作时间内,一般以10min为一时间档,该表规定潜水员离底上升速率原为18m/min[1],现改为9m/min[2]。它的主要缺点是第一停留站深度过浅,潜水深度较大的方案减压时间明显不足,这部分方案的安全性差,与安全性较好的前苏海军减压表的相应方案相比,差别十分明显,见表1。
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    表1 美海军与前苏海军空气潜水标准减压表深度

    较大方案第一停留站和减压总时间比较 减压方案

    第一停留站深度(m)

    减压总时间(min:s)

    美表

    前苏表

    美表(1995)

    前苏表(1958)

    57m/60min

    15

    30

    186:20
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    326

    57m/20min

    9

    12

    34:20

    67

    54m/60min

    15

    30

    171:00

    282

    54m/20min

    9
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    12

    29:00

    59

    51m/60min

    15

    27

    155:40

    233

    51m/25min

    9

    12

    37:40

    72
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    48m/60min

    12

    27

    135:20

    195

    48m/25min

    6

    12

    32:20

    61

    45m/80min

    15

    24
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    176:00

    208

    45m/60min

    12

    21

    115:00

    162

    45m/25min

    6

    12

    26:00

    54

    42m/80min
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    12

    21

    157:40

    174

    42m/60min

    9

    21

    99:40

    138

    42m/25min

    6

    9

    20:40
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    47

    1.1.2 吸氧水面减压表 深度范围21~51m, 该表规定潜水员离底上升速率为7.5m/min(1995年颁布时改为9m/min)[2],水面间隔时间5min,水面(舱内)吸氧方式采用等压式,即潜水员在水中9m停留站停留完毕上升出水(第一停留站深度浅于9m时可直接上升出水),进舱后舱内压一律升至12m, 在该压力下一次完成吸氧后,用2min(1995年颁布时改为1min20s)从12m减至常压出舱。

    我国海军医学研究所于60年代对该 表进行了验证,共11个方案44人次,无减压病发生,但在水面间隔时间内发生轻度皮肤瘙痒14人次,占验证总人次的31.8%。由于该表的水下减压时间较短,因而潜水员在离开水中最后一个停留站时,部分方案的40min理论组织中氮的张力值超过2.6ATA(263kPa)的安全限值[3]。水面间隔时间内出现的轻度减压病症状正是由此而致。
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    1.1.3 空气水面减压表 深度范围12~57m,该表规定潜水员离底上升速率原为18m/min[1],现改为9m/min[2]。水面间隔时间5min,出水深度规定为6m,当第一停留站深度为3m时,在该站停留3min后出水,舱内压与出水深度的压力一致。

    我国海军医学研究所于1963年验证了该表的11个方案,达44人次,发生减压病7例(其中1例为中型减压病),发病率为15.9%,另有9.1%的受试者出现肢体局部皮肤发痒,因而认为减压效果不理想[4]

    1.2 前苏联海军空气潜水减压表

    该表最初在前苏海军1958年《潜水勤务规则》中颁布,以后又作了重新颁布,深度范围12~80m。它既可用作水下阶段减压,也可用作水面减压(水面吸空气和水面吸氧),但作为水面减压时深度一般限于45m以浅,超过45m时只有在应急情况下应用。
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    该表规定潜水员离底上升速率为7~8m/min。实施水面减压时,水面间隔时间6min,出水深度一般为12m,当第一停留站深度为9m时,则9m停完后出水。第一停留站深度≤6m时,则可直接上升出水。舱内压与水中最后一个停留站深度相一致[5]

    该表大部分方案的减压效果较好,但深度较浅,水下工作时间长的方案,减压时间明显不足,与安全性较好的美海军减压表的相应方案相比,在减压总时间上二者存在着明显差异,见表2。表2 前苏海军和美海军空气潜水标准减压表深度

    较浅水下工作时间较长方案减压总时间比较 减压方案

    减压总时间(min:s)

    前苏表(1958)

    美表(1995)

, http://www.100md.com     12m/360min

    2

    24:20

    15m/240min

    22

    48:40

    18m/180min

    38

    58:00

    18m/240min

    51

    83:00

    24m/180min
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    109

    122:40

    24m/240min

    141

    180:40

    1982年我国海军医学研究所曾在南海海域对该表中的27~45m深度范围内水下工作时间较长的方案作过鉴定性验证,结果减压病发病率较高,因而不得不缩短水下工作时间后仍按原方案减压,才能保证安全[6]

    综上所述,在深度较浅,水下工作时间较长的减压方案中,美海军减压表较为安全;而深度较大的方案,则前苏海军减压表的减压效果较好。

    2 国内已颁布的常规空气潜水减压表

, http://www.100md.com     海军医学研究所经多年的工作,研制并颁布了如下一组常规空气潜水减压表。

    2.1 60m水下阶段减压表 该表实际上是前苏海军1952年颁布的减压表,1964 年经实验验证后作为我国海军的减压表颁布执行[7],在当时它填补了我国在这方面的空白,曾对我国的潜水事业起过积极的作用。然而受当时对减压理论的认识与经验的局限,这个表存在多方面的不足,主要有:

    2.1.1 由于氮过饱和安全系数选取不合适[8],因此深度较浅、水下工作时间较短的方案减压时间偏长。这样一方面影响潜水作业效率,同时也增加潜水员在减压过程中的体力消耗;而深度较大、水下工作时间较长的方案,减压时间又明显不足,易发生减压病,安全性差。它与安全性较好的前苏海军减压表的相应方案相比,在减压总时间上存在着显著差异,见表3。

    表3 我国60m水下阶段减压表与前苏海军(1958)减压表
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    深度较大水下工作时间较长方案减压总时间比较* 减压方案

    我国减压表(min)

    前苏海军减压表(min)

    60m/60min

    176

    382

    60m/35min

    119

    194

    48m/60min

    120

    195
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    48m/35min

    71

    100

    36m/105min

    102

    169

    * 注:由于二个减压表的深度分档不同,故相同方案较少

    2.1.2 安全性不足。据报道,该表在实验室模拟潜水验证时,在289 人次实验中有68人次出现不同症状,包括局部皮肤发痒、皮疹、红斑、甚至肌肉、关节疼痛、头痛、腹痛等,占实验总人次的23.8%,最终确诊减压病的有16人次,占5.51%[9]。而实际潜水验证时,在75人次中发生减压病6例,发病率为8%,即使作者对其中2例较重的减压病作了客观原因解释(1例潜水前未得到充分休息,另1例违反减压规则),将其除外后发病率仍为5.48%(4/73)[10]
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    2.1.3 深度分档以4m为一档,而目前国内外的潜水减压表均以3m为一深度档。

    2.2 12~45m水面减压表 该表实际为前苏海军1953年颁布的减压表。由于它规定实施水面减压的深度在一般情况下限于45m以浅,超过45m时只在应急情况下应用。因此,对其进行实验验证时深度限于12~45m。该表既可用作水下阶段减压,也可用作水面减压,包括水面吸空气减压与水面吸氧减压[7]

    该表验证时的减压病发率:水面吸空气方案模拟潜水验证时的发病率为2.08%,另有3.1%的局部皮痒发生;实际潜水验证时的发病率为4.5%,另有2.3% 局部皮肤症状[11]。水面吸氧方案模拟潜水验证时的发病率为2.5%,另有26.5%轻度皮肤发痒;实际潜水验证时发病率为3.1%[12]

    2.3 48~66m水面吸氧减压表 该表为配合南京长江大桥潜水施工而研制。它的水下减压部分采用前苏海军1958年颁布的减压表, 而水面舱内吸氧部分主要采用等压式吸氧,将吸氧时间主要集中于12m和9m停留站,在6m和3m 只作短时间停留后减压出舱[7]
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    该表的安全性较好,1964年南京长江大桥6号桥墩潜水作业时,于66m 水深条件下采用水面减压544人次,无减压病发生[13]。1977年“7713工程”初期使用该表减压249人次,发生减压病6例,发病率2.41%[14]

    由此可见,我国的12~66m常规空气潜水水面减压表吸氧方案,在12~45m范围内舱内吸氧方式为阶段减压式,其各站停留时间为舱内吸空气时间的1/2(与前苏海军1953表的减压时间相同),而48~66m范围内主要采用等压式吸氧(水下部分与前苏海军1958表相同)。因而,就形成了在同一份减压表的不同深度范围内吸氧方式的不一致[7]

    2.4 48~66m水面吸空气减压表 我国海军医学研究所对前苏海军(1958)表的48~66m水面吸空气减压方案作了鉴定性验证,以补充我国常规空气潜水减压表在这部分的空缺。鉴定性验证共进行了13个方案55人次,发生减压病2例,发病率仅为3.6%[15]
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    纵观我国海军研制的4个减压表,实际上分别是在前苏海军1952表、1953表和1958表的基础上验证后颁布的。由于前苏海军(1958)表是在其(1952)表和(1953)表的基础上作了重大修改后制定的,而且(1953)表取代了(1952)表,(1958)表又取代了(1953)表。而我国海军将其三个不同年代的减压表分别取其一部分组合成我国的常规空气潜水减压表。这样,在深度分档、水下工作时间分档、尤其是氮过饱和安全系数的选取以及舱内吸氧减压方式等诸多重要方面存在着明显的不一致,更主要的是相当大一部分方案的安全性不足,这种状况与我国潜水医学的实际水平极不相称。

    3 新研制的12~60m空气潜水减压表

    鉴于我国常规空气潜水减压表的现状,十分需要一份适合我国潜水员体质,适合我国海况,具有安全、科学、且能在各种减压方法间互换使用,即一表多用的减压表。为此海军医学研究所在80年代中期采用计算机对美海军空气潜水标准减压表、前苏海军(1958)空气潜水减压表以及我国海军60年代验证颁布的60m 空气潜水标准减压表进行计算分析后,重新研制了12~60m空气潜水减压表[16]
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    该表每3m为一深度档,全表共17档。水下工作时间在35min以内每5min一档,超过35min分别间隔10、15、20、25、35、60和120min一档。全表共178个减压方案。 采用5~120min共13类理论组织, 根据潜水深度及水下工作时间选取不同的氮过饱和安全系数。按Haldane原理,由计算机计算。它综合了前述各减压表之所长, 同时纠正了它们的不足。经17个深度44个减压方案计141人次模拟潜水验证,无减压病发生[17]。尔后又结合实际潜水施工与海上潜水训练,经16个深度61个减压方案计153 人次的实际潜水验证, 发生轻型减压病1例,发病率为0.65%[18]。之后,又经过军内外 多个潜水单位结合水电站修筑水下围堰与修建铁路大桥桥墩潜水施工等共计1 469人次试用,无减压病发生[19],证明减压效果是满意的。

    4 设 想

    水面减压法是一种成熟的减压方法。在水面减压的实施中,有的国家单独颁布水面减压表,也有的国家在水下阶段减压表的基础上规定出相应的水面减压实施细则,这样既能一表多用,且能根据潜水现场具体情况在减压方法上便于转换使用。然而,组织内的氮张力水平会直接影响其安全性。Hawkins等曾指出,当采用水面减压法时,潜水员到达水面的瞬间,20min理论组织中氮张力不超过3.52ATA(356kPa)时可不发病。Давичев等也指出,只有40min理论组织中氮张力不超过2.6ATA(263kPa),才能安全地从该深度采用水面减压法上升出水。海军医学研究所新研制的12~60m空气潜水减压表,在当初设计时就考虑到也可用作水面减压。经计算潜水员在12m停留站停留完毕时,20min和40min理论组织中的氮张力值分别为1.7968~2.8152、1.9525~2.5417ATA(182~285、198~256kPa)[8],因此,从理论上来说潜水员在12m 停留站停留完毕后可采用水面减压法上升出水,但尚需实验验证。
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    此外,根据潜水员完成减压后出水时各类理论组织内的氮张力值,即可计算出供重复潜水时使用的两次潜水间隔的不同时段内各类理论组织中的氮张力值,以及重复潜水时各深度档的剩余氮时间,从而完成重复潜水时使用的一整套数据表,使我国的常规空气潜水减压表形成一个完整的系统。这样既可为国内各潜水单位提供一套安全、科学的减压表,同时也体现了我国在潜水医务保障方面的实际水平。

    参考文献

    1 魏元良.美国海军空气潜水减压表.见龚锦涵主编.潜水医学.北京:人民军医出版社.1985. 737-766

    2 US Navy Diver's Handbook. Flagstaff, AZ US. Best Publishing Company,1995. 47-79

    3 龚锦涵,顾秉石,魏元良等.对美国1956年水面减压吸氧减压表的初步观察.海军医学研究所《论文汇编》,1964. 42-45
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    4 龚锦涵,王坤树,魏元良等.对美国海军1959年水面减压表效果的初观察.海军医学研究所《论文汇编》,1964. 46-52

    5 魏元良.苏联空气潜水减压表.见龚锦涵主编,潜水医学.北京: 人民军医出版社,1985. 726-736

    6 魏元良,吴生康,杨甬江等.对27~45m 水面减压表延长水中适宜工作时间的减压方案的鉴定.海军医学研究所《论文汇编》(第六辑),1984. 1-4

    7 魏元良.我国空气潜水减压表.见龚锦涵主编.潜水医学.北京:人民军医出版社,1985. 701-725

    8 吴生康,魏元良,李世德等.12~60m空气潜水水下阶段减压表的实验研究. 铁道劳动安全卫生与环保,1989, (1):12

    9 曾宪英,高风,陈振兴等.60米深度标准减压表实施水面减压法的鉴定.海军医学研究所《论文汇编》1964. 63-70
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    10 曾宪英,陈振兴,王连桂等.60米深度标准减压表现场试用总结.海军医学研究所《论文汇编》,1964. 71-76

    11 龚锦涵,魏元良,菅山晓.对苏联1953年统一潜水减压表实施水面减压法的鉴定. 海军医学研究所《论文汇编》,1964. 1-10

    12 龚锦涵,魏元良,王坤树等.吸氧水面减压法的效果观察. 海军医学研究所《论文汇编》,1964. 11-18

    13 龚锦涵.潜水医学.北京:人民军医出版社,1985. 154

    14 魏元良,菅山晓,关永家等.打捞沉船“阿波丸”工程潜水作业医务保障概况.海军军事医学,1982, 3(2):1-4

    15 魏元良,杨甬江,吴生康等.48~66m潜水水面减压表(水面舱内吸空气) 的鉴定性实验效果观察.海军医学研究所《论文汇编》(第六辑),1984. 5-7
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    16 吴生康,张洪柱.常规空气潜水医学保障规程.HJB 189-98(附录B)12-9

    17 吴生康,魏元良,朱祥祺等.12~60m空气潜水减压表的模拟潜水实验观察.海军医学,1988, 6(1):6

    18 吴生康,魏元良,李世德等.12 ~60m 空气潜水减压表的实际潜水验证.海军医学,1989, 7(1):53

    19 李世德.龚咀水电站水下围堰工程医务保障工作的经验体会.海军军事医学,1990, 11(3):37

    (收稿:1999-04-29), http://www.100md.com