Войти
Моряки проверяют дыхательные устройства в море. 
Этикетка баллона для акваланга Trimix A газ для дыхания представляет собой смесь газообразных химических элементов и соединений, используемых для дыхания. Воздух - самый распространенный и единственный природный газ для дыхания. Смеси и чистый кислород также используются в других дыхательных оборудовании и закрытых помещениях, таких как подводное снаряжение, подводное снаряжение с поверхностной доставкой, рекомпрессионные камеры, высотный альпинизм, высоколетные самолеты, подводные лодки, скафандры, космические корабли, оборудование для жизнеобеспечения и оказания первой помощи и наркозные аппараты.
Кислород является важным компонентом любого дыхательного газа при парциальном давлении примерно от 0,16 до 1,60 бар при атмосферном давлении. Кислород обычно является единственным метаболически активным компонентом, если только газ не является анестезирующей смесью. Некоторая часть кислорода в дыхательных путях используется метаболическими процессами, а инертные компоненты используются в основном для разбавления кислорода до почвы и поэтому также известны как разбавляющие газы. Следовательно, большинство дыхательных газов представляют собой смесь кислорода и одного или нескольких инертных газов. Для улучшения нормального дыхания были разработаны другие газы для обычного дыхания за счет снижения риска декомпрессионной болезни, продолжительности сокращения декомпрессионных остановок, уменьшения азотного наркоза или обеспечения более безопасного глубокого погружения.
Безопасный газ для дыхания для гипербарического использования имеет три основных характеристики:
Методы, используемые для заполнения водолазных баллонов другими газами, кроме воздуха, называются смешение газов.
Газы для дыхания для использования при атмосферном давлении ниже нормального атмосферного давления обычно отличается собой воздух, обогащенный кислородом, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для поддержания жизни и сознания или для высоких уровней нагрузки, чем это было возможно при использовании воздуха. Обычно дополнительный дополнительный к воздуху для дыхания при вдохе или через систему жизнеобеспечения.
A закрытый колпак, использование для погружений с насыщением, показывающий баллоны аварийного газоснабжения Используются следующие распространенные газы для дыхания при погружениях:
| Газ | Символ | Типичные цвета плеча | Заплечик цилиндра | Четырехместный верхний каркас /. конец корпуса клапана |
|---|---|---|---|---|
| Медицинский кислород | O2 |  | Белый | Белый |
| Смеси кислорода и гелия. (Heliox) | O2/ He |   | Коричневый и белый. четвертинки или полосы | Коричневый и белый. короткие (8 дюймов (20 см)). чередующиеся полосы |
| Смеси кислорода, гелия и азота. (Trimix) | O2/ He / N 2 |   | Черный, белый и коричневые. четверти или полосы | Черный, белый и коричневый. короткие (8 дюймов (20 см)). чередующиеся полосы |
| Смеси кислорода и азота. (Найтрокс), включая воздух | N2/O2 |   | Черно -белое. четверти или полосы | Черно-белое. короткие (8 дюймов (20 см)). чередующиеся полосы |
Воздух для дыхания - это атмосферный воздух со стандартом чистоты, подходящим для дыхания человека в указанном применении. Для гипербарического использования парциального давления увеличивающее давление должно быть ограничено безопасным составом для диапазона или диапазона давления.
Дыхательные газы для дайвинга классифицируются по доле кислорода. Границы, установленные властями.
Дыхательные газы для дайвинга смешиваются из небольшого количества составляющих газов, которые придают смеси особые характеристики, недоступные для атмосферный воздух.
Кислород (O 2) должен присутствовать в каждом дыхательном газе. Это потому, что он необходим для человеческого тела в метаболическом процессе, который поддерживает жизнь. Человеческое тело не может хранить для дальнейшего использования, как это происходит с пищей. Если организм лишен кислорода более чем на несколько минут, это приводит к потере сознания и смерти. ткани и органы внутри тела (в частности, сердце и мозг) повреждаются, если лишены кислорода в течение более четырех минут.
Наполнение баллона для дайвинга чистым кислородом стоит примерно в пять раз дороже, чем наполнение его сжатым воздухом. Кислород помогает использовать горение и вызовы в водолазных баллонах, с ним следует обращаться с осторожностью, когда смешивание газов.
Кислородчески историческая лаборатория фракционной перегонкой из жидкий воздух, но его все чаще получают с помощью некриогенных технологий, таких как адсорбция с переменным давлением (PSA) и вакуумная адсорбция (VSA).
Доля кислородного компонента дыхательной газовой смеси иногда используется при названии:
доля кислорода определяет наибольшую глубину, которую можно безопасно использовать смесь, чтобы избежать кислородного отравления. Эта глубина называется максимальной рабочей глубиной.
. Концентрация кислорода в газовой смеси зависит от фракции и давления смеси. Оно выражается парциальным давлением кислорода (P O2).
Парциальное давление любого компонента газа в смеси рассчитывается как:
Для кислородного компонента
, где:
минимальное безопасное парциальное давление кислорода в дыхательном газе обычно составляет 16 кПа (0,16 бар). Ниже этого парциального давления дайвер может потерять сознание и погибнуть из-за гипоксии, в зависимости от факторов, включая индивидуальную физиологию и уровень нагрузки. «Газы для путешествий» используются на средней глубине между фазами «дна» и «декомпрессии» погружения. O2, чтобы удерживать дайвера в сознании. 196>
Максимальный безопасный P O2в газе для дыхания зависит от воздействия на меня, уровень упражнений и безопасности используемого дыхательного оборудования. Обычно оно составляет от 100 кПа (1 бар) до 160 кПа (1,6 бар); для погружений продолжительностью менее трех часов обычно считается 140 кПа (1,4 бар), хотя известно, что ВМС США разрешают погружения с P O2до 180 кПа (1,8 бар). При высоком P O2или более длительном воздействии дайвер рискует отравиться кислородом, что может привести к судороге. У каждого дыхательного газа есть максимальная рабочая глубина, которая определяет содержание в нем кислорода. Для терапевтической рекомпрессии и гипербарической оксигенотерапии в камере обычно используется парциальное давление 2,8 бар, но риск утопления в случае потери сознания отсутствует.
Анализаторы кислорода используются для измерения парциального давления кислорода в камере. смесь газов.
Divox - кислород для дыхания, пригодный для использования в дайвинге. В Нидерландах чистый кислород для дыхательных целей считается лекарственным, в отличие от промышленного кислорода, например, используемого в сварке, и доступен только по рецепту врача. Индустрия подводного плавания зарегистрировала Divox как товарный знак для дыхания кислородом с целью обойти строгие правила, касающиеся медицинского кислорода, что упростило (рекреационным) аквалангистам получение кислорода для смешивания дыхательного газа.. В большинстве стран нет разницы в чистоте медицинского кислорода и промышленного кислорода, поскольку они производятся одними и теми же методами и производителями, но имеют разную маркировку и наполнение. Основное различие между ними заключается в том, что следы учета медицинского намного шире, чтобы легче было идентифицировать точный след производства «партии» или партии кислорода в случае обнаружения проблем с его чистотой. Кислород авиационного класса похож на медицинский кислород, но может иметь более низкое содержание влаги.
Азот (N2) - это двухатомный газ и основной компонент воздух, самый дешевый и самый распространенный газ для дыхания, использованный для дайвинга. Он вызывает азотный наркоз у дайвера, поэтому его использование ограничивается более мелкими погружениями. Азот может вызвать декомпрессионную болезнь..
Эквивалентная воздушная глубина используется для требований к декомпрессии для смесей найтрокс (кислород / азот). Эквивалентная наркотическая глубина используется для оценки наркотической активности тримикса (смесь кислород / гелия / азот). Многие дайверы считают, что уровень наркоза, вызванный погружением на 30 м (100 футов) при вдыхании воздуха, является комфортным максимумом.
Азот в газовой смеси почти всегда получается путем добавления воздуха в смесь.
2% накопитель Heliox. 2% кислорода по объему достаточно при давлении, превышающем 90 мсв. Гелий (Он) - это инертный газ, который менее наркотичен, чем азот при эквивалентном давлении (фактически нет никаких доказательств какого-либо наркоза от гелия вообще), поэтому он больше подходит для более глубоких погружений, чем азот. Гелий также может вызвать декомпрессионную болезнь. При высоких давлениях гелий также вызывает нервный синдром высокого давления, который представляет собой синдром раздражения центральной нервной системы, в некотором смысле противоположен наркозу.
Заполнение гелиевой смеси значительно дороже, чем воздух заполняется из-за стоимости гелия и смешивания и сжатия смеси.
Гелий не подходит для надувания сухого костюма из-за его плохой теплоизоляции Свойства - по сравнению с воздухом, который считается разумным изолятором, гелий имеет в шесть раз большую теплопроводность. Низкий молекулярный вес гелия (молекулярная масса одноатомного азота = 4 по сравнению с молекулярной массой двухатомного азота = 28) увеличивает тембр голоса дышащего, что может затруднять общение. Это связано с тем, что скорость звука выше в газе с более низким молекулярным весом, что увеличивает резонансную частоту голосовых связок. Утечки гелия из поврежденных или неисправных клапанов легче, чем у других газов, поскольку атомы гелия меньше, что позволяет им проходить через меньшие зазоры в уплотнениях.
Гелий в значительных количествах обнаруживается только в природный газ, из которого он добывается при низких температурах путем фракционной перегонки.
Неон (Ne) - это инертный газ, который иногда используется при глубоком коммерческом погружении, но он очень дорог. Как и гелий, он менее наркотичен, чем азот, но в отличие от гелия не искажает голос дайвера. По сравнению с гелием неон обладает превосходными теплоизоляционными свойствами.
Водород (H2) использовался в газовых смесях для глубоких погружений, но очень взрывоопасен при смешивании с более чем 4-5% кислорода ( например, кислород, содержащийся в дыхательном газе). Это ограничивает использование водорода для глубоких погружений и накладывает сложные протоколы, чтобы гарантировать, что избыточный кислород удаляется из дыхательного оборудования до начала дыхания водородом. Подобно гелию, он повышает тембр голоса дайвера. Смесь водорода с кислородом при использовании в качестве газа для дайвинга иногда обозначается как Hydrox. Смеси, содержащие водород и гелий в качестве разбавителей, называются гидрелиоксом.
Многие газы не подходят для использования в дыхательных газах для дайверов. Вот неполный список газов, обычно присутствующих в среде дайвинга:
Аргон (Ar) - это инертный газ, который является более наркотическим, чем азот, поэтому обычно не подходит для дайвинга. дыхательный газ. Argox используется для исследования декомпрессии. Его иногда используют для надувания сухого костюма водолазы, у которых в качестве основного дыхательного газа используется гелий, из-за хороших теплоизоляционных свойств аргона. Аргон дороже воздуха или кислорода, но значительно дешевле гелия. Аргон является компонентом природного воздуха и составляет 0,934% от объема атмосферы Земли.
Двуокись углерода (CO 2) производится метаболизм в человеческом теле и может вызвать отравление углекислым газом. Когда дыхательный газ рециркулирует в ребризере или системе жизнеобеспечения, двуокись углерода удаляется скрубберами перед повторным использованием газа.
Окись углерода (CO) образуется при неполном сгорании. См. отравление угарным газом. Четыре распространенных источника:
Окиси углерода обычно избегают, насколько это практически возможно, за счет размещения воздухозаборника в незагрязненном воздухе, фильтрации твердых частиц из всасываемого воздуха, использования подходящей конструкции компрессора и соответствующих смазочных материалов, а также обеспечения того, чтобы рабочие температуры не были чрезмерными.. Если остаточный риск чрезмерен, в фильтре высокого давления можно использовать катализатор гопкалит для преобразования моноксида углерода в диоксид углерода, который является гораздо менее токсичным.
Углеводороды (CxHy) присутствуют в компрессорных смазках и топливах. Они могут попасть в водолазные цилиндры в результате загрязнения, утечек или неполного сгорания возле воздухозаборника.
Процесс сжатия газа в водолазном баллоне удаляет влагу из газа. Это хорошо для предотвращения коррозии баллона, но означает, что дайвер вдыхает очень сухой газ. Сухой газ извлекает влагу из легких дайвера под водой, способствуя обезвоживанию, что также считается предрасполагающим фактором риска декомпрессионной болезни. Это также неудобно, поскольку вызывает сухость во рту и горле и вызывает у дайвера жажду. Эта проблема уменьшена в ребризерах, поскольку реакция натронной извести, при которой удаляется углекислый газ, также возвращает влагу в дыхательный газ. В жарком климате дайвинг на открытом воздухе может ускорить тепловое истощение из-за обезвоживания. Другая проблема, связанная с содержанием влаги, - это тенденция влаги к конденсации при понижении давления газа при прохождении через регулятор; Это в сочетании с резким понижением температуры, а также из-за декомпрессии может привести к затвердеванию влаги в виде льда. Обледенение регулятора может привести к заклиниванию движущихся частей и выходу регулятора из строя или свободному течению. Это одна из причин того, что регуляторы акваланга обычно изготавливаются из латуни и хромируются (для защиты). Латунь, обладающая хорошими теплопроводными свойствами, быстро отводит тепло от окружающей воды к холодному, только что сжатому воздуху, помогая предотвратить обледенение.
Электрогальванический топливный элемент, используемый в водолазном ребризере Газовые смеси, как правило, должны анализироваться либо в процессе, либо после смешивания для контроля качества. Это особенно важно для дыхательных смесей газов, ошибки в которых могут повлиять на здоровье и безопасность конечного пользователя. Большинство газов, которые могут присутствовать в баллонах для дайвинга, трудно обнаружить, потому что они не имеют цвета, запаха и вкуса. Для некоторых газов существуют электронные датчики, такие как анализаторы кислорода, анализаторы гелия, детекторы угарного газа и детекторы углекислого газа. Анализаторы кислорода обычно находятся под водой в ребризерах. Анализаторы кислорода и гелия часто используются на поверхности во время смешивания газов для определения процентного содержания кислорода или гелия в смеси газов для дыхания. Химические и другие методы обнаружения газов не часто используются в рекреационном дайвинге, но используются для периодической проверки качества сжатого воздуха для дыхания от компрессоров воздуха для дайвинга.
Стандарты для дыхания Данные о качестве газа публикуются национальными и международными организациями и могут быть закреплены в законодательном порядке. В Великобритании Управление здравоохранения и безопасности указывает, что требования к газам для дыхания дайверов основаны на BS EN 12021: 2014. Технические характеристики указаны для кислородосовместимого воздуха, смесей найтрокса, полученных путем добавления кислорода, удаления азота или смешивания азота и кислорода, смесей гелия и кислорода (гелиокс), смесей гелия, азота и кислорода (тримикс) и чистого кислорода, для как системы с открытым контуром, так и системы регенерации, а также для подачи высокого и низкого давления (подача выше и ниже 40 бар).
Содержание кислорода варьируется в зависимости от рабочей глубины, но допуск зависит от диапазона фракции газа, составляет ± 0,25% для фракции кислорода ниже 10% по объему, ± 0,5% для фракции от 10% до 20% и ± 1% для фракции более 20%.
Содержание воды ограничено рисками обледенения регулирующих клапанов и коррозии защитных поверхностей - более высокая влажность не является физиологической проблемой - и обычно является фактором точки росы.
Другими указанными загрязнителями являются углекислый газ, окись углерода, масло и летучие углеводороды, которые ограничены токсическим действием. Другие возможные загрязняющие вещества следует анализировать на основе оценки риска, и требуемая частота тестирования на наличие загрязняющих веществ также основана на оценке риска.
В Австралии качество воздуха для дыхания определяется австралийским стандартом 2299.1, раздел 3.13 «Качество дыхательного газа».
Система смешивания газов с парциальным давлением воздуха, кислорода и гелия 
Компрессорная установка непрерывного смешивания Nitrox Смешивание газов (или смешивание газов) дыхательных газов для дайвинга - это заполнение газовые баллоны с не воздухом дыхательными газами.
Наполнение баллонов смесью газов опасно как для заправщика, так и для дайвера. Во время заполнения существует риск возгорания из-за использования кислорода и риск взрыва из-за использования газов под высоким давлением. Состав смеси должен быть безопасным для глубины и продолжительности планируемого погружения. Если концентрация кислорода слишком низкая, дайвер может потерять сознание из-за гипоксии, а если он слишком богат, дайвер может пострадать от кислородного отравления. Планируется и контролируется концентрация инертных газов, таких как азот и гелий, чтобы избежать азотного наркоза и декомпрессионной болезни.
Используемые методы включают периодическое смешивание при парциальном давлении или массовой доле и процессы непрерывного смешивания. Готовые смеси анализируются на состав для безопасности пользователя. Законодательство может потребовать от газовых смесителей доказать свою компетентность при заполнении для других лиц.
Астронавт в скафандре Орлан, за пределами Международной космической станции Дыхательные газы для использования при пониженном давлении окружающей среды используются для полетов на большой высоте в негерметичных самолетах, в космических полетах, в частности в скафандрах, а также для высотных альпинизмов. Во всех этих случаях главное внимание уделяется обеспечению адекватного парциального давления кислорода. В некоторых случаях в дыхательный газ добавлен кислород для создания достаточной концентрации, а в других случаях дыхательный газ может быть чистым или почти чистым кислородом. Системы с замкнутым контуром могут использоваться для сохранения дыхательного газа, который может быть в ограниченном количестве - в случае альпинизма пользователь должен нести дополнительный кислород, а в космическом полете стоимость подъема массы на орбиту очень высока.
Медицинское использование дыхательных газов, кроме воздуха, включает кислородную терапию и анестезию.
Человек, носящий простую маску для кислородной терапии Кислород необходим людям для нормального клеточного метаболизма. Воздух обычно содержит 21% кислорода по объему. Обычно этого достаточно, но в некоторых случаях поступление кислорода к тканям нарушается.
Кислородная терапия, также известная как дополнительный кислород, - это использование кислорода в качестве лечения. Это может включать в себя низкий уровень кислорода в крови, токсичность оксида углерода, кластерные головные боли и поддержание достаточного количества кислорода при введении ингаляционных анестетиков. Долгосрочный кислород часто полезен людям с хронически низким уровнем кислорода, например, с тяжелой формой ХОБЛ или кистозным фиброзом. Кислород можно вводить разными способами, включая назальную канюлю, лицевую маску и внутри барокамеры.
Высокая концентрация кислорода может вызвать кислородное отравление. например, повреждение легких или приводит к дыхательной недостаточности у предрасположенных людей. Он также может высушить нос и увеличить риск возгорания у тех, кто курит. Рекомендуемое целевое насыщение кислородом зависит от состояния, которое лечится. В большинстве случаев рекомендуется насыщение 94-98%, в то время как для тех, кто подвержен риску задержки углекислого газа, предпочтительнее насыщение 88-92%, а для людей с токсичностью окиси углерода или остановкой сердца насыщение должно быть как можно более высоким.
Использование кислорода в медицине стало обычным явлением примерно в 1917 году. Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения, самый безопасный и самые эффективные лекарства, необходимые в системе здравоохранения. Стоимость домашнего кислорода составляет около 150 долларов США в месяц в Бразилии и 400 долларов США в месяц в США. Кислород для дома можно подавать с помощью кислородных баллонов или концентратора кислорода. Считается, что кислород является наиболее распространенным методом лечения в больницах развитого мира.
Испаритель содержит жидкий анестетик и преобразует его в газ для ингаляции (в данном случае севофлуран) 
анестезиологический аппарат. 
Бутылки с севофлураном, изофлураном, энфлураном и десфлураном, обычным фторированным эфиром анестетики, применяемые в клинической практике. Эти агенты имеют цветовую маркировку в целях безопасности. Обратите внимание на специальный фитинг для десфлурана, который кипит при комнатной температуре.. Наиболее распространенный подход к общей анестезии - это использование ингаляционных общих анестетиков. Каждый из них имеет свою эффективность, которая зависит от его растворимости в масле. Эта взаимосвязь существует потому, что лекарства связываются непосредственно с полостями в белках центральной нервной системы, хотя было описано несколько теорий общего анестезирующего действия. Считается, что ингаляционные анестетики воздействуют на различные части центральной нервной системы. Например, иммобилизирующий эффект ингаляционных анестетиков является результатом воздействия на спинной мозг, тогда как седация, гипноз и амнезия затрагивают участки мозга.
An ингаляционный анестетик представляет собой химическое соединение, обладающее общими анестезирующими свойствами, которое может доставляться путем ингаляции. Agents of significant contemporary clinical interest include volatile anaesthetic agents such as isoflurane, sevoflurane and desflurane, and anaesthetic gases such as nitrous oxide and xenon.
Anaesthetic gases are administered by anaesthetists (a term which includes anaesthesiologists, nurse anaesthetists, and anaesthesiologist assistants ) through an anaesthesia mask, laryngeal mask airway or tracheal tube connected to an anaesthetic vaporiser and an anaesthetic delivery system. The anaesthetic machine (UK English) or anesthesia machine (US English) or Boyle's machine is used to support the administration of anaesthesia. The most common type of anaesthetic machine in use in the developed world is the continuous-flow anaesthetic machine, which is designed to provide an accurate and continuous supply of medical gases (such as кислород и закись азота ), смешанные с точной концентрацией паров анестетика (например, изофлуран ), и доставить их пациенту под безопасным давлением и течь. Современные аппараты включают в себя вентилятор, аспиратор и устройства для наблюдения за пациентом.
СМИ, связанные с Дыхательные газы на Wikimedia Commons