NITROX - ВЪЛШЕБНИЯТ ГАЗ

Историческа справка

Нитроксът е отдавна известен във водолазните кръгове. Още в самото начало на съвременния леководолазен спорт бащата на акваланга Жак Кусто експириментира с газови смеси. През 1950-те в правилника за подводна дейност на военноморските сили на САЩ се публикуват инструкции за прилагане на обогатен въздух. През 1970 г. Националната океанографска и атмосферна администрация /НОАА/ въвежда нитрокс 32 и нитрокс 36 като стандартни газови смеси за подводна научна дейност. С времето обогатеният въздух започва да навлиза сред любителите водолази. Отначало се посреща с подозрение от леководолазните асоциации. На дебатите за и против въвеждането на нитрокса в масовия спорт се слага край през 1995 г., когато PADI стартира спец курс Нитрокс. От този момент обогатеният въздух става стандартна опция за всички леководолази. Масовото навлизане на персонални водолазни компютри с възможност за режим нитрокс опростява значително гмуркането с нитрокс за любителите и води до огромен интерес към гмуркането с нитроксови смеси.

Що за птица е нитроксът?
Най-общо казано, всяка газова смес с основни съставни части кислород и азот се нарича нитрокс. Въздухът също е вид нитрокс, включващ 21% кислород, 78% азот и 1% аргон. Във водолазния спорт думата „нитрокс” се използва почти универсално като синоним на обогатен въздух – нитрокс с кислородно съдържание между 28 и 40%. За обозначаване на тези газови смеси се използва най-често съкръщението EANx, където „х” е процентът кислород. Двете най-често предлагани смеси въвводолазните центрове са EAN32 и EAN36. Главното преимущество на нитроксовите смеси е, че с тях можем да прекарваме значително повече време под вода, без да влизаме в декомпресия. Понеже обогатеният въздух е с по-ниско съдържание на азот от нормалния въздух, тялото ни абсорбира по-малко азот, отколкото ако дишахме въздух на същата дълбочина за същото време. Съответно, достигането на декомпресионните лимити отнема повече време.

Малко физика и математика
За да можем да пресметнем бездекомпресионните лимити с даден нитрокс, трябва да сравним парциалните налягания на азота в сместа и въздуха. Парциалното налягане на азота /PN2/ се пресмята по формулата PN2 = FN2 x PATA, където FN2 е фракцията на азота в сместа, а PATA е абсолютното атмосферно налягане на дадената дълбочина. Например, за EAN32 на 24 м, FN2 е 0,68 и PATA е 3,4 атм. Значи, PN2 = 2,31 атм. Парциалните налягания на газовете в дробовете ни са от изкючително значение, понеже преминаването на газове между дробовете и кръвта е директен резултат от разликата между парциалните налягания от двете страни на алвеолните мембрани. Колкото по-висок е този диференциал в налягането, толкова повече газови молекули преминават във и от кръвта. С други думи, двама водолази, дишащи две различни смеси на различни дълбочини, но с еднакво PN2, ще имат една и съща декомпресионна облигация /или бездекомпресионен лимит/, понеже азотът ще се абсорбира в тялото им в същата доза. Съответно, ако ни е известен бездекомпресионният лимит на едината смес, ние ще знаем и бездекомпресионния лимит на другата смес на съответната дълбочина с PN2 еквивалентност.

Обикновенно за сместа с известни лимити се използва въздухът, тъй като за него съществуват добре разпространени таблици. Когато искаме да открием бездекомпресионния лимит на даден нитрокс на зададена дълбочина, ние чисто и просто си задаваме въпроса: „На каква дълбочина въздухът би дал същото PN2?” С други думи, откриваме еквивалентната въздушна дълбочина /EAD/. От там нататък е лесно – просто вземаме една стандартна таблица за въздух и гледаме какъв е лимитът за тази еквивалентна въздушна дълбочина. На практика, когато дишаме обогатен въздух, резултатът е същият, все едно че плуваме на по-плитко от реалната ни дълбочина. Еквивалентните въздушни дълбочини се пресмятат или по формула, или по специализирана таблица. Съществуват и таблици, които дават изведените лимити за различни смеси. Например PADI предлага готови таблици за гмуркане с EAN32 и EAN36.

Може да се каже, че нитроксът е най-подходящ за дълбочини от 15 до 35 метра. На по-плитко от това стандартните бездекомпресионни лимити далеч надвишават времето, за което ще ни свърши въздухът в бутилката. От друга страна, при дълбочини над 35-40 метра рискът от кислородна токсичност превишава ползата от нитрокса. В този смисъл, нитроксът е специализирана смес за дълбочини между 15 и 35 метра. При тези дълбочини той ни дава често пъти два и три пъти по-широки бездекомпресионни лимити от въздуха. Например, на 15 метра бездекомпресионният лимит на въздуха според таблиците на PADI е 80 минути, докато на EAN36 е 220 минути. На 24 метра въздухът ни дава 30 минути, а EAN36 – 55 минути.

Палавият кислород
Кислородът играе ключова роля в редица химични и биохимични реакции. Той е силен окислител, който с удоволствие реагира с другите елементи от менделеевата таблица. Резултатите са налице навсякъде около нас – лагерният огън, ръждата по колите, водата и въгледорният диоксид. В тялото ни кислородът образува редица съединения. Някои от тях са животоподдържащи, а други – токсични за здравето ни. Еволюцията ни е въоръжила със сложен механизъм от ензими и органи, които спират формирането на кислородни радикали. Когато обаче кислородът в тялото ни започне да се покачва, рано или късно се достигат нива, които надвиват естествените ни прегради. И така нещата излизат извън контрол. Пренаситеният с кислород хемоглобин в кръвта не може да транспортира ефективно въглеродния диоксид от тъканите към дробовете и това води до покачване на въглеродния диоксид в тялото. Капилярите се стесняват и намалява кръвообръщението в мозъка. Това състояние се нарича кислородна токсичност или кислородно натравяне.

Първият вид кислородна токсичност се получава при продължително излагане на повишени дози кислород. Той се нарича пулмонарна кислородна токсичност. Най-общо казано, кислородът атакува белодробната тъкан и предизвиква разтройство, подобно на пневмония. Този вид токсичност се взема под внимание в болниците, когато пациентите дишат чист кислород продължително време. При водолазите обаче това явление не е особено притеснително, тъй като времето, прекарано под вода за едно спускане, не е достатъчно за достигане на това състояние. Обаче при серия от спускания с повишени кислородни дози то трябва да се вземе предвид.

Вторият и значително по-опасен вид е церебралната кислородна токсичност. При нея резултатът е конвулсия и припадък. Във въздушна среда такъв припадък трае до понижаване на концентрацията на кислорода, след което възстановяването е бързо и без трайни последствия. Под водата обаче резултатът е неминуемо удавяне. Често пъти церебралната токсичност настъпва рязко и без предупреждение, което прави почти невъзможно водолазът да отреагира, преди да загуби съзнание. За това е изключително важно рискът от тази токсичност да се избегне. Кислородът във въздуха достига токсични концентрации при дълбочини над 55 метра, което е доста извън рамките на любителските дълбочини. Обаче обогатеният въздух прави възможно получаването на токсичност при по-малки дълбочини от 40 метра.
Водолазите, ползващи нитрокс се съобразяват с това и спазват строги правила за предпазване от кислородна токсичност.

За предотвратяване на кислродоната токсичност се използва таблицата с лимитите, установени от НОАА на базата на множество изпитания в барокамери. Тази таблица показва колко време може един средностатистически човек, който не работи усилено, да бъде изложен на дадено парциално налягане на кислорода /PO2/, без да получи кислородна токсичност. Показателен е фактът, че няма нито един случай по света на водолаз, изпаднал в кислородна токсичност при спазване на лимитите на НОАА.

През 1971 г. във военоморските сили лимитът за парциално налягане на кислорода е 2,0 атм. В днешно време обаче повечето агенции препоръчват лимит от 1,6 атм. Някои даже препоръчват лимити от 1,4 или дори 1,3 атм. Фактите обаче са, че няма инцидентни случаи при лимити до 1,6 атм. Парциалното налягане на кислорода само по себе си не е причинител на кислородна токсичност. Кислородната доза се определя от комбинирането на PO2 и времето на излагане. Образно казано, ако прекараме ръката си през пламъка, ние няма да се опарим, но ако я задържим в него, тогава ще получим изгаряне. Един водолаз, прекарал 45 минути при PO2 от 1,6 атм, носи същия риск от токсичност като водолаз, прекарал 120 минути при PO2 от 1,5 атм или 150 минути при PO2 от 1,4 атм. За EAN32 парциалното налягане от 1,6 атм се достига на дълбочина 40 м, която е максималната дълбочина за спортни леководолази. Това прави тази смес подходяща за почти всички спортни дълбочини.

Огнедишащият регулатор
Повишената концентрация на кислород в нитроксовите смеси води до повишена опасност от възпламеняване и взрив. Известен факт е, че кислородът е единият елемент в огнения триъгълник /гориво, кислород, топлина/. Макар че кислородът сам по себе си не гори, чистият кислород предизвиква горене в материали, които не горят при обикновенни условия. Правилото, което е общоприето, е, че нитрокс до 40% се третира като въздух, а над 40% – като чист кислород по отношение на изискването към екипировката. Във втория сличай е наложително бутилките и регулаторите да са подготвени и сертифицирани за работа с чист кислород. Това става, като внимателно се почистват всички части от замърсители и уплътнителите се сменят с витонени. В повечето случаи, когато зареждаме бутилка с нитрокс до 40%, сместа се приготвя преди да се вкара в бутилката. Съответно, не е необходимо бутилката да е с рейтинг и обработка за съвместимост с кислород.
Обаче на някои места правят нитрокса направо в бутилката по метода на парциалното смесване. Първо се пълни бутилката до известно налягане с чист кислород и после се допълва с въздух. При този случай бутилката трябва да е съвместима с кислород.

Голямата лупа
Всички водолази, ползващи нитрокс, са обучени да установяват процентното съдържание на кислород в нитрокса с помощта на простичък уред, наречен кислороден анализатор. Понеже грешки се случват, водолазът е длъжен лично да анализира сместа и да отреагира, ако тя се разминава с повече от 1% от поръчката. След това водолазът обозначава съдържанието на бутилка върху нея и внимава тя да не бъде объркана с друга преди спускането. Бутилките, заредени с нитрокс, обикновенно носят зелена лента, лента със жълти ивици и надпис „Enriched Air Nitrox”.

Митове и легенди
Противно на всеобщото мнение, че нитроксът намалява азотното опиянение, защото съдържа по-малко азот, такъв ефект не се забелязва с него. Това е най-вече понеже кислородът също има наркотични свойства при повишено парциално налягане. Някои хора твърдят даже, че усещат допълнителния кислород в обогатения въздух. Истината е, че както кислородът, така и азотът са газове без мирис и вкус и човек няма начин да усети разликата без помощта на инструменти.
Също разпространен е митът, че нитроксът намалява разхода на газ при водолаза. На пръв поглед логиката е ясна – дишаме смес с повече кислород и съответно всяко вдишване вкарва повече кислород в тялото. Това е така, обаче дори когато дишаме въздух, ние усвояваме само малка част от кислорода и издишваме останалата част. Издишаният въздух съдържа около 16% кислород. Нуждата ни да дишаме се ръководи биохимически почти изцяло от нуждата да намалим въглеродния диоксид в кръвта, а не да увеличим кислорода в нея. Дори да дишаме чист кислород, ние изпитваме еднакво честа нужда да дишаме, защото тялото трябва да отделя образувания въглероден диоксид.
Чували сме водолази, ползващи нитрокс, да се хвалят как се чувстват по-малко изморени след гмуркане и са с повишено желание за секс. Вярно е, че допълнителният азот в тялото и нуждата от елиминирането му предизвикват умора. Обаче няма данни до момента за забележима разлика между водолази, дишали въздух и нитрокс. Даже единственият двойно-сляп експеримент не е установил статистически значима разлика между усещането на водолазите след гмуркане с въздух и нитрокс.
Не на последно място трябва да споменем и най-честото объркване на хората, които не са запознати с нитрокса. Според тях нитркосът позволява да се гмуркаме на по-големи дълбочини от нормалните за спортни водолази. На практика е точно обратното: рискът от кислородна токсичност налага максимална дълбочина на спускането, която обикновенно е по-малка от 40 метра. Колкото по-богата смес дишаме, толкова по-плитка е максималната работна дълбочина, която трябва да спазваме.

Риск печели, риск губи
Възможността да променяме пропорционала между кислорода и азота в сместа, която дишаме, ни позволява да заменим част от риска от кесонна болест с риск от кислородна токсичност. В зависимост от дълбочината и продължителността на спускането водолазът избира смес, която му дава най-много време и в същото време най-нисък риск. Дали ще се възползваме от удължения бездекомпресионен лимит на нитрокса, или ще спазваме въздушните лимити, е въпрос на личен избор. Някои водолази се придържат към вторите по-кратки времетраения с нитрокс, понеже това им дава по-широк диапазон за безопасност от кесонна болест при серия от спускания. Също така те могат да прекарват по-малко време на повърхността между спусканията, понеже имат по-малко азот в тъканите.

В края на краищата
През последните години нитроксът навлезе и доби популярност и у нас. Почти всеки водолазен център или клуб предлага нитроксови миксове и курсове за издаване на сертификати за нитрокс. При разбиране на принципите на нитрокса и спазването на някои елемнтарни правила за сигурност обогатеният въздух е лесен и безопасен за ползване. Всички съвременни водолазни компютри работят и с нитрокс и опростяват значително гмуркането с него, като премахват нуждата от сметки и таблици.
Ползата от нитрокса е неоспорима. Той ни позволява да повишим по наша преценка продължителността или безопасността на спусканията ни. Не случайно курсовете за обогатен въздух нитрокс са най-популярните спец курсове в спортното гмуркане.

Приложение: Таблица на НОАА за максимално допустимите кислородни дози

Текст: Николай Швертнер, снимки: Интернет: Списание DIVINGBG брой 2