Курс Nitrox Diver NDL для самостоятельного изучения

Курс NDL Nitrox Diver соответствует стандарту ГОСТ ISO 11107-2012 «Дайвинг для активного отдыха и развлечений. Требования к программам обучения погружениям на обогащенном воздухе (найтроксе)». По окончании курса выдается международный сертификат, дающий право использовать Найтрокс с содержанием кислорода до 40%.

Оглавление

• Что такое Найтрокс.
• Вредное влияние азота или зачем использовать Найтрокс.
• Понятие парциального давления. Закон Дальтона.
• Отравление кислородом (гипероксия).
• Ограничения, связанные с погружениями на Найтроксе.
• Планирование погружений на Найтроксе.
  • Расчет глубины погружений.
  • Расчет процентного содержания кислорода.
  • Планирование по таблицам. Пересчет эквивалентных глубин.
  • Таблица кислородной экспозиции для обогащенного воздуха.
• Методы приготовления Найтрокс.
• Снаряжение для Найтрокса.
• Процедура проверки смеси. Газоанализаторы.

Что такое Найтрокс

Смесь газов азота (Nitrogen) и кислорода (Oxygen) называют Найтрокс (Nitrox). Воздух является частным случаем Найтрокса поскольку содержит 21% кислорода и 78% азота.1% прочих газов во внимание не принимаем.

Однако, Найтроксом принято называть смеси с повышенным содержанием кислорода. Обогащенный воздух Найтрокс (Enreached Air Nitrox) кратко обозначают EANx и указывают процентное содержание кислорода в смеси. Например:

• 32% кислорода обозначается EANx32 – при этом в составе смеси 68% азота;
• 36% кислорода обозначается EANx36 – при этом в составе смеси 64% азота;

ВНИМАНИЕ! В любительском дайвинге используется Найтрокс с содержанием кислорода не более 40%  (EANx40).

Вредное влияние азота или зачем использовать Найтрокс

О вредном влиянии азота на организм человека мы подробно говорили на теоретическом занятии N3 курса Diver NDL. Здесь лишь кратко напомним его основные положения:

• Азотный наркоз – комплекс нарушений функций центральной нервной системы, возникающий у аквалангистов при погружениях на глубины свыше 30 м;
• Газовая эмболия – закупорка кровеносных сосудов эмболами (субстанции, состоящие из азота, кислорода, жир и т. д.). Причина: превышение скорости всплытия (10 м/мин);
• Декомпрессионная (кессонная) болезнь – появление в тканях пузырьков азота, которые наносят механические повреждения организму. Причина: превышение бездекомпрессионного предела (NDL);
• Усталость и сонливость после погружений. Причина: наличие в организме остаточного азота;   

ЦЕЛЬ ПРИМЕНЕНИЯ НАЙТРОКС – это уменьшение вредного влияния азота, за счет снижения его процентного содержания во вдыхаемой смеси.

Использование Nitrox помогает отодвигать азотные ограничения и решать проблемы, связанные с глубиной. А именно:

• Позволяет гораздо дольше находиться под водой (увеличение NDL);
• Существенно сокращает время декомпрессионных остановок;
• Существенно сокращает время поверхностных интервалов между погружениями;
• Значительно снижает риск азотного наркоза;
• Значительно снижает риск декомпрессионного заболевания;
• Помогает избежать состояния усталости и сонливости после погружений;

ВНИМАНИЕ! Использование Nitrox не влияет на скорость всплытия, которая в любом случае не должна превышать 10 метров в минуту.

EANx	NDL, мин для различных глубин
	10 м	15 м	20 м	25 м	30 м	35 м	40 м
EANx  21	215	91	61	29	15	10	5
EANx 32	> 215	180	80	38	25	16	13
EANx 36	> 215	215	95	61	33	Х	Х
EANx 40	> 215	> 215	180	91	Х	Х	Х

Однако, использование Найтрокса накладывает некоторые ограничения, обусловленные тем, что кислород при определенных условиях становится вреден для организма человека. Эти условия находятся в непосредственной связи с количеством кислорода во вдыхаемой смеси и давлением, под которым подается эта смесь. Для понимания этих взаимосвязей введем понятие парциального давления.

Понятие парциального давления. Закон Дальтона

Закон Дальтона: В смеси газов каждый газ имеет свое давление. Давление газовой смеси равно сумме давлений газов, составляющих эту газовую смесь.

Парциальное давление — это давление, которое бы имел газ, входящий в состав смеси, если бы он один занимал весь объем (при той же температуре).

Pр =  Fгаза * Pабс / 100

Пример расчета парциального давления кислорода в воздухе:

• На поверхности:  PpO2 = 21 % * 1 ата / 100 = 0,21 ата
• На глубине 30 метров: PpO2 = 21 % * 4 ата / 100 = 0,84 ата

Глубина, м	Парциальное давление кислорода, ата
	21%	32%	36%	40%
0	0,21	0,32	0,36	0,40
10	0,42	0,64	0,72	0,80
20	0,63	0,96	1,08	1,20
30	0,84	1,28	1,44	1,60
40	1,05	1,60	1,80	2,00
50	1,26	1,92	2,16	2,40
60	1,47	2,24	2,52	2,80

Кислородное отравление (гипероксия)

Выделяют три формы отравления кислородом, зависящих от его парциального давления:

Легочная форма

Возникает при относительно длительном (многократные погружения) дыхании кислородом при его парциальном давлении 0,3–0,6 ата и более.

Признаки легочной формы отравления кислородом:

• Сухость во рту и горле, отек слизистой оболочки носа;
• Кашель;
• Жжение и боль в груди, усиливающиеся при глубоком вдохе;
• Учащение дыхания;

Судорожная форма (отравление ЦНС центральной нервной системы)

Возникает, как правило, при парциальном давлении кислорода больше 1,4 ата. Различают три стадии судорожной формы кислородного отравления:

Стадия предвестников (от 2 до 30 мин)

• Снижение чувствительности кончиков пальцев и верхней губы;
• Появление чувства страха;
• Подергивание мышц лица и шеи;
• Звон в ушах;
• Понижение остроты зрения, сужение полей зрения;

Стадия судорог

• Судороги, похожие на эпилептические припадки;
• Судороги следуют с перерывами, с течением времени паузы уменьшаются;
• Потеря сознания;

Стадия терминального (коматозного) состояния

• Интенсивность судорог снижается, но возникает спазм мускулатуры бронхов, который приводит к расстройствам дыхания: вдох удлиняется, а затем дыхание останавливается;

Сосудистая форма

Возникает при дыхании кислородом с парциальным давлением более 3 ата. Сосуды внезапно быстро расширяются, у пострадавшего падает артериальное давление и резко ослабевает сердечная деятельность.

Признаки сосудистой формы отравления кислородом:

• Онемение пальцев;
• Головная боль и головокружение;
• Звон в ушах, мелькание в глазах;
• Затруднение дыхания;
• Общая слабость;
• Падение артериального давления. 

Первая помощь при отравлении кислородом:

• Прекратить дыхание смесью с повышенным содержанием кислорода;
• Срочно транспортировать пострадавшего в медицинское учреждение, обеспечив покой;
• Подготовиться к проведению сердечно-лёгочной реанимации;

Профилактика кислородного отравления:

• Строгое соблюдение допустимой продолжительности дыхания кислородом в зависимости от его парциального давления;
• Строгое соблюдение лимитов парциального давления кислорода;

Ограничения, связанные с погружениями на Найтроксе

Исследования показали, что при парциальном давлении кислорода в 1,6 ата кислородное отравление весьма вероятно, но известны случаи отравления при парциальном давлении кислорода в 1,4 ата. Поэтому установлены следующие лимиты:

При этом не следует забывать, что лимиты не учитывают индивидуальных особенностей каждого человека в отдельности, а также условия погружения.

Есть несколько причин, связанных с напряжением организма дайвера, по которым кислородное отравление может проявиться при парциальном давлении в 1,4 ата:

• Погружения в холодной воде;
• Погружение на течении;
• Выполнение подводных работ;
• Усталость;     

Если вам предстоит погружение под влиянием хотя бы одного из этих факторов, планируйте его исходя из парциального давления кислорода равного 1,2 ата. 

  Планирование погружений на Найтроксе  

Расчет максимальной операционной глубины погружения (MOD)

МОD – максимальная операционная глубина (maximum operation depth) рассчитывается по максимальному рекомендованному парциальному давлению кислорода равному 1,4 ата.

ВНИМАНИЕ! Планирование погружений по предельно допустимому парциальному давлению кислорода равному 1,6 ата – ОПАСНЫ!!!

МOD = ((pPo2 / Fo2) -1) * 10

MOD на воздухе, м	MOD на 100% кислороде, м
1,4 / 0,21 -1 *10 = 56 метров	1,4 / 1 – 1 *10 = 4 метра

Предельно допустимая глубина погружения на воздухе	Предельно допустимая глубина погружения на чистом кислороде
1,6 / 0,21 -1 *10 = 66 метров	1,6 / 1 – 1 *10 = 6 метров

Fo2 % содержание кислорода	Предельно допустимая глубина, pPo2 = 1,6 атa	Макс. операционная глубина, pPo2 = 1,4 атa
EANx 21	66	56
EANx 32	40	33
EANx 36	34	28
EANx 40	30	25
100%	6	4

Расчет процентного содержания кислорода

Если мы знаем MOD, предстоящего погружения, то можем рассчитать смесь для этой глубины, которая позволит нам находиться под водой максимально долго и безопасно.

Fo2 = pPo2 / Pабс

Пример расчёта. Корабль, который мы хотим посетить лежит на глубине 35 метров. Расчет будем вести по рекомендованному парциальному давлению.

Fo₂=  1,4 / 4,5 = 31,1 % То есть, мы будем использовать EANx31

Планирование по таблицам. Пересчет эквивалентных глубин

Планирование погружений производиться по таблицам бездекомпрессионных погружений NDL. При использовании NITROX данные этой таблицы необходимо корректировать из-за меньшего количества азота в газовой смеси. Для этого реальную глубину погружения переводят в эквивалентную воздушную глубину (EAD), используятаблицу эквивалентных глубин NDL.Она всегда меньше реальной. Чем больше содержание кислорода в смеси, тем больше реальная глубина отличается от эквивалентной (EAD). Дальнейший расчет временного интервала производиться по таблицам бездекомпрессионных погружений по эквивалентной глубине (EAD).

Реальная глубина – обозначена в таблице зелеными цифрами, расположенными по четырем радиусам круга. Весь круг поделен на 12 секторов, соответствующих различным смесям.

Эквивалентная воздушная глубина (EAD) и парциальные давления кислорода, соответствующие реальной глубине, находятся на пересечении окружности конкретной глубины и сектора смеси.

Пример расчета:

• Первое погружение:  глубина- 21 метр,  время – 43 минуты,  EANx36                              
• Второе погружение: глубина- 19метр, время – 30 минут, EANx36
• Поверхностный интервал 40 минут

На воздухе такое погружение становиться декомпрессионным. С EANx36 – нет.

1. В таблице эквивалентных воздушных глубин (EAD) на радиальном столбце находим ближайшую большую глубину – 21 метр.
2. Сверху находим сектор, соответствующий используемой смеси EANx36.
3. На пересечении окружности реальной глубины и сектора смеси находим эквивалентную воздушную глубину (EAD) – 15,4 метра
4. По таблице бездекомпрессионных погружений находим ближайшее большее значение глубины – 17 метров. NDL составляет 68 минут.
5. Находим по таблице бездекомпрессионных погружений группу давления при подъеме на поверхность – Р.
6. Находим по таблице бездекомпрессионных погружений группу после поверхностного интервала -1.
7. Переводим реальную глубину 19 метров при использовании EANx36 в эквивалентную воздушную глубину (EAD) – 13,79 метров
8. Поскольку к значению 13,79 метра ближайшая большая глубина 15 метров, по таблице бездекомпрессионных погружений определяем, что время по остаточному азоту для группы 1-34 минуты.
9. 34 минуты + 30 минут = 64 минуты
10. Погружение на 15 метров на 64 минуты не будет являться декомпрессионными, и по выходу мы попадаем в группу давления по азоту S после повторного погружения.

Таблица кислородной экспозиции для обогащенного воздуха

Кислородная экспозиция – время воздействия кислорода на организм человека.

При длительном воздействии повышенного парциального давления кислорода (свыше 0,5 ата или 13,8 м на воздухе) может возникать опасность легочного (пульмонального) токсического воздействия кислорода. Симптомы легочной формы отравления кислородом описаны выше.

Доктор Билл Гамильтон исследовал продолжительность дыхания газовыми смесями с различным парциальным давлением кислорода. Полученные данные сведены в таблицу.

Используя приведенную ниже таблицу, мы видим, что максимальное допустимое время нахождения при PрO2 = 1,2 АТА составляет 210 минут. Если дайвер пробудет 210 минут под воздействием такого парциального давления, он достигнет 100% разрешенного времени. Если погружение продолжалось 35 минут, дайвер достигнет 17% от допустимой дозы для единичного погружения (35 / 210 = 0,166).

Суммарная кислородная экспозиция как единичного погружения, так серии погружений в течение суток не должна превышать 100 %.

pPo2	Единичное погружение	24-часовая норма
1,6	45	45
1,5	120	180
1,4	150	180
1,3	180	210
1,2	210	240
1,1	240	270
1,0	300	300
0,9	360	360
0,8	450	450

Для расчета кислородной экспозиции используются таблицы NDL. Таблицы NDL устроены следующим образом:

• Зеленые цифры, расположенные по четырем радиусам, обозначают парциальное давление кислорода.
• Черные цифры по окружностям соответствующих парциальных давлений, обозначают время пребывания аквалангиста на глубине.
• На внешнем диаметре круга зелеными цифрами обозначена выраженная в процентах экспозиция по кислороду. При проведении серии погружений суммарная экспозиция не должна превышать 100%.

Пример расчета:

Первое погружение: EANx36, Глубина 21 метр, Время погружения 43 минуты. Из таблицы эквивалентных глубин найдем парциальное давление кислорода —1,1 ата. Далее по таблице кислородной экспозиции находим значение 1,1 ата. На окружности, соответствующей этому давлению, находим время пребывания на глубине. Если нужное время отсутствует, берем большее – 47 минут

На внешнем секторе – процентное выражение кислородной экспозиции – 20%.

Второе погружение:

EANx36, Глубина 19 метров. Время погружения 30 минут Парциальное давление кислорода – 1,04 ата.

Так, как давления 1,04 ата в таблице кислородной экспозиции нет, принимаем большее 1,1 ата. 30 минут пребывания с таким парциальным давлением будет соответствовать 15%. Суммарная процентная экспозиция будет 20% + 15% = 35 %, что меньше 100%.

Из таблицы 5 видно, что погружаясь на максимально допустимую глубину. Вы практически лишаете себя возможности совершить второе погружение. Поскольку 85% это очень близко к 100%.

% содержание кислорода	Максимально допустимая глубина, при pР = 1,6 ата	Рекомендуемая глубина погружений, при pР = 1,4 ата
EANx 32	40 м (40 мин – 85%)	33 м (40 мин – 30%)
EANx 36	34 м (40 мин – 85%)	25 м (40 мин – 30%)

Методы приготовления Найтрокс

Приготовление смесей Нийтрокс разрешено только лицам, прошедшим курс, соответствующий международному стандарту ISO 13293-2013 «Изготовление газовых смесей». Таких специалистов принято называть газблендерами.

Метод парциального смешивания газов. Сначала газблендер заливает в баллон строго определённое количество чистого кислорода из большого транспортного баллона. После этого при помощи обычного компрессора забивается обычный воздух до нужного давления. 

Метод прямого непрерывного смешивания газов. Часто называется просто – мешалка. Чистый кислород через регулируемую дюзу подаётся в промежуточную ёмкость, где смешивается с воздухом. Полученная смесь поступает на воздухозаборник компрессора с установленным газоанализатором, который показывает состав смеси. Изменяя объём подачи кислорода, можно регулировать параметры смеси. 

Метод использования газовой мембраны. Кислород выделяется из воздуха посредствам фильтрующей мембраны. Она не пропускает более крупные молекулы азота, но не препятствует молекулам кислорода. 

Снаряжение для Найтрокса

Обогащенные кислородом смеси Найтрокс, содержащие менее 40% кислорода, НЕ требуют применения специального оборудования и можно пользоваться своим обычным снаряжением. При этом следует помнить, что повышенное содержание кислорода в газовой смеси вызывает усиленное окисление, а значит ускоренный износ снаряжения.  

Исключение составляют баллоны и их вентили, если газблендер использует метод парциального смешивания газов. В этом случае они контактируют с чистым кислородом, который не совместим с углеводородами (маслами, бензином, другими нефтепродуктами, включая силиконовые смазки). Их контакт может привести к воспламенению и взрыву.

Поэтому все оборудование, контактирующее с газовыми смесями, содержащими более 40% кислорода, требует периодической кислородной очистки с применением специальной кислородной смазки, деталей и уплотнений, способных работать в условиях контакта с кислородом под высоким давлением. Проверка и очистка оборудования осуществляются только сертифицированным специалистом.

После кислородной очистки баллоны маркируются в соответствии с международным стандартом: широкая зеленая полоса, с желтой надписью NITROX или, ENRICHED AIR NITROX.

Процедура проверки смеси. Газоанализаторы

Перед погружением дайвер обязан самостоятельно при помощи газоанализатора проверить процентное содержание кислорода в газовой смеси.

Точность показаний газоанализатора должна быть до одной десятой процента (0,1%)

После проверки дайвер заполнят бирку, прикрепленную к баллону. На бирке должно быть указано:

• Процент содержания кислорода в смеси (Fo₂*100);
• Максимальная глубина (MOD при pPo₂=1,4 ата);
• Давление в баллоне;
• Дата проверки;
•  Подпись, фамилия и имя дайвера, проверившего эти данные;

Бирка может крепиться к баллону при помощи резинки, проволоки или наклеиваться. Иногда, во избежание путаницы на бирке указывают серийный номер баллона;