减压潜水及高氧理论简介（转载）

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几乎近代所有的休闲潜水计划表及潜水电脑表的理论基础都是源自于哈丹(Haldane)的理论。他相信身体内的各种组织会以一种可以预测的方式来吸收和排放氮气；因此他建构了一种可以预估/调整身体组织内氮含量的模式，这也就是所谓的减压理论。近年来科学家对潜水夫病做了许多的研究，以进一步了解哈丹的理论。他们发现，各种不同的组织在吸收和放氮气间有两个主要的不同点:

1.
具有不同的氮气吸收容许量，也就是所谓的“容许氮含量" (Allowable Nitrogen Loading)。

2.
具有不同的吸收和排放速率，也就是所谓的“半饱和时间" (Tissue Halftime)。

氮含量

当您很长的时间没有潜水时，您身体中每个组织的氮含量我们假设为0。当环境的压力改变时，组织内的氮含量将随之改变。如果您现在潜水至30公尺的深度时，依据哈丹理论，您身体内所有的组织将开始吸收氮气，虽然有些组织吸收的快，有些组织吸收的慢，但当有足够的时间时，所有的组织将达到该30公尺深度下的饱和值（我们试以“30m”来代表此状况下的饱和氮含量值）。这些被组织吸收的氮气，就称为组织内的“氮含量”。由于人体并不消耗氮气，因此因压力而进入人体内的氮气，在潜水员回到大气压状况下时，就必须排出，且各个组织对氮气有不同的承受值（忍受限度），这也就是所谓的“容许氮含量”。

　

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半饱和时间

假设您今天第一次潜水（无氮含量的累积），您快速的下潜至30公尺的水中，开始时您身体的氮含量为0，当在水中停留的时间足够时，您身体中组织的氮含量将达到30公尺的饱和值;那么达到氮含量为15公尺时，需要多久的时间呢? 半饱和时间为5分钟的组织群将在5分钟后达到氮含量15公尺的饱和值，将在10分钟后达到22.5公尺的饱和值，我们以下表做一个说明：

时间	开　始	5分钟后	10分钟后	15分钟后	20分钟后	足够时间
吸收	0	15	22.5	26.25	28.125	30
排放	30	15	7.5	3.75	1.875	0

以半饱和时间为5分钟的组织群为例，每一组具有相似吸收和排放氮速率的组织称为组织群，而这排放/吸收一定量的1/2的时间称为半饱和时间。（哈丹理论的预估模式）　

氮含量与时间之关系

快速下潜至30公尺的深度时，组织群氮含量的变化
5分钟组织群	5分钟后氮含量达15.00公尺   10分钟后氮含量达22.50公尺 15分钟后氮含量达26.25公尺
10分钟组织群	10分钟后氮含量达15.00公尺 20分钟后氮含量达22.50公尺
30分钟组织群	30分钟后氮含量达15.00公尺

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美国海军减压表之半饱和时间及内容

美国海军减压表使用了6种不同半饱和时间的组织群，分别为5、10、20、40、80及120分钟的组织群。每一组织群之组织规律性大致相同，也就是说当潜水至30公尺时，组织内氮含量达到15公尺饱和值所需时间分别为5、10、20、40、80及120分钟;因此我们可以利用不同组织群半饱和时间的规律性来预测组织内氮饱和所需要的时间。

人体能容许的氮含量及不需减压的潜水时间极限(无减压极限)

哈丹的理论虽然可以预测人体内氮含量的变化，但却无法预知多少氮含量是人体能承受的最大值（无减压极限）;故唯一可以得知无减压极限容许之氮含量的方法是经由实际的潜水实验，以测出每一个组织/组织群可容许之氮含量。由于没有统一的实验结论，至今仍没有无减压极限的统一数值，在下图中我们以一具体之数值供讲解参考。

这些数值是根据休闲无减压潜水而定的，由于人体内氮含量正比于潜水深度且永远不会超过潜水的最大深度，所以只要潜水的最大深度小于所有组织可容许之氮含量深度时（例6m），则潜水时间将不受限制。由图得知，半饱和时间为5分钟的组织群有最大的氮容许量，约30公尺；半饱和时间愈长者，其容许之氮含量愈小。我们可以以此饱和氮含量数值设定为自己潜水的极限，以确保安全

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案例说明
我们以潜水案例来了解潜水中氮含量的变化。当您迅速潜水下潜至36.5m的深度时由图A、图B得知，一入水后，所有的组织群都开始增加其氮含量，但我们无法判断是由那一个组织群控制了潜水时间。在图C中，半饱和时间为5分钟的组织群已达到最大可容许的氮含量值（30m）。也就是说，潜水员已达到了无减压极限，一般而言，深度在36.5m或更深时，潜水的无减压极限是受到此组织群的控制（5分钟组织群）。　　
潜水之限制　
由以上之图例内容说明得知，潜水员必须在每一组组织群尚未超过最大容许之氮含量之前结束潜水。如果任何组织群之氮含量进入到不容许之氮含量区时，代表着潜水员已经超过了无减压潜水的限制，成为减压潜水（这是高危险，专业性的潜水，请勿轻易尝试）;此时，潜水员必须结束潜水，且在上升至水面前，必须依减压程序做减压停留及安全停留。潜水是很好的休闲活动，但安全至为重要；请注意，潜水时请勿超时超深潜水。

  在了解了减压理论（一）的内容后，您将发现，如果休闲潜水是限定在一个固定的深度下从事一次无减压的潜水，那么减压理论就不是那么的重要了。但是如果您从事的是不同深度的潜水（多层深度潜水），重复潜水，或减压潜水，那么减压理论就是您必须了解的观念。同时，您必须要使用潜水计划表或潜水电脑表。

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一、不同深度的潜水（多层深度潜水）
  如果您只在一天中从事一次固定深度的潜水，那么事实上，您并不需要潜水计划表或潜水电脑表。但是如果您是以最大深度、固定时间之方式潜水，则您需要潜水计划表，但不一定需要潜水电脑表。但是如果您从事不同深度的潜水，那么您一定要使用潜水电脑表来协助您从事安全的潜水活动。

什么是多层深度潜水及如何执行？不同深度的潜水是一项可以让您安全的延长水中停留时间的技巧。多层深度潜水的方式：请让最大深度之潜水优先，假设您的开始潜水深度是 36.5 m，您的潜水电脑表将指示您的无减压极限时间为10 分钟，当您在此深度潜水 10 分钟后，潜水电脑表将警示您无减压时间已经结束，（数字闪烁或显示向上箭头...等），告知您此时必须上升。当您开始上升，到达约 24m 的深度时，您将发现，剩余的无减压时间开始增加，并且上升愈高，时间增加愈多。
从减压理论（一）中，我们知道，在36.5m的深度时，半饱和时间为 5 分钟的组织群决定了水中停留的时间，当您上升到 24m 的深度时，半饱和时间为 5 分钟的组织群并不可能达到最大的氮容许量，而由半饱和时间较长的组织群来决定水中停留的时间，随着您上升深度的改变，无减压极限（时间）亦随着增加。　　　　  
  多层深度的潜水已从实验中获知其可行性，但您不应该使用潜水计划表来执行多层深度的潜水。您必须使用潜水电脑表，因为潜水电脑表可以依据您的实际潜水状况来精确计算相关资料，确保您潜水安全。

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二、重复潜水
   如果有人问到休闲潜水计划表与美国海军潜水计划表的不同点在哪里？我门会将休闲潜水视为无减压的重复潜水，而美国海军潜水计划表为经常需要减压，而不涉及重复潜水的潜水。很清楚的，重复潜水是休闲潜水的一个重要部分；由于乘船出海潜水的人数不断的增加，相对的重复潜水也变的相当平常；所以了解重复潜水的安全范围是极为重要的。
重复潜水－美国海军是怎么计算的？我们可以很容易的计算出或安排每一次减压潜水的深度及时间，但对于休闲潜水计划表的设计者而言，却面临了两难的困境：他必须在无法得知使用者前一次潜水的详细资料（如：深度、时间、上岸停留时间等），用来预测重复潜水的安全极限。
   美国海军则是以一个简单的方式来处理这个问题。他们认为任何重复潜水（无论是无减压潜水或减压潜水）最坏的情况就是半饱和时间为120分钟的组织群决定了重复潜水。因此美国海军的重复潜水计划表（U.S. NAVY REPETITIVE DIVE TABLE）中，不论是压力等级（PG）、水面休息时（SI）、余氮时间（RNT）...等均是以半饱和时间为 120 分钟的组织群为参考之基准。经过了多年得测试与实验，于 1956 年正式使用于美国海军。

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重复潜水DSAT方式又是怎么样的呢？在1987年时，由 Dr. Powell 提出了另外的一项重复潜水的实验结果，而这些结果后来即成为PADI休闲潜水计划表的依据。
   此实验构想是认为从事休闲潜水的潜水员，其潜水方式与海军潜水员有所不同，因此对于休闲潜水员之重复潜水可以用半饱和时间为60分钟的组织群为准，因为他们的潜水是限定在“无减压”潜水的条件下。所以容许休闲潜水人员有较短的水面休息时间（岸上停留时间）。
   在讨论潜水计划表时，您或许记得：美国海军的重复潜水计划表是由半饱和时间为 120 分钟的组织群来控制的。使用半饱和时间为120分钟的组织群来决定重复潜水行为标准是经过验证可行的，并且使用他来作为依据的潜水计划表或潜水电脑表都能够在安全范围内运作。如果潜水计划表或潜水电脑表亦同时应用较低的无减压极限为依据时，那么在运作上就无可非议了。但是相对的，这些潜水计划表或潜水电脑表的水中停留时间都会比确认的测试值来得少。
   
PADI所发布的重复潜水之休闲潜水计划表是以半饱和时间为 60 分钟的组织群和较低的无减压极限为依据。任何以此相同依据的潜水电脑表都允许较短的岸上停留时间，而且如果潜水员都是在经测试的安全范围内潜水，都可视为安全的潜水。
  
至目前为止对于比 30m 深的无减压重复潜水，确实的资料仍然有限，而且从英国皇家海军的测试结果得知，大深度重复潜水是极不安全的。

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三、连续日的潜水
  休闲潜水计划表无法对前一天潜水做氮含量的记录，而只能将每天的潜水一列列地排列出来。即使潜水电脑表也没有记录前一天潜水的能力。

  在潜水后的12小时，潜水计划表及潜水电脑表都会视潜水员不曾潜水，而对其将来在任何深度的潜水不会做氮含量的限制。近来，连续日的潜水之危险已引起大家的注意。其最主要的问题在于经过连续几天的潜水后，氮是否会堆积？真正的答案至目前仍无法得知，不过某些电脑表则使用了半饱和时间为480分钟的组织群以为应对，他们认为，这样的潜水记录可以超过 12 小时。

  如果连续日潜水被视为是危险的潜水活动时，则必须有解决的方法。但是在无法丢弃 Haldane 理论的情况下，没有潜水电脑表可以不利用半饱和时间而能够预测连续日的潜水是否安全。

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四、减压潜水
  虽然我们可以以 Haldane 的理论来设计无减压潜水，重复潜水或连续日潜水，但我们至今仍无有关减压潜水的任何理论依据，故潜水员在从事减压潜水时请务必了解这个限制。

  潜水人员常常因故超越了无减压极限，电脑表中减压程序的设计就显得更重要而必须。市售潜水电脑表中的减压与增加安全停留的设计都是属于“有限度”的减压潜水。由于减压潜水无理论依据，潜水电脑表只是设计用来告知潜水员必须结束减压潜水、如何“停留”及回到安全的状况，故潜水电脑表只适用于接近无减压潜水的减压潜水，是“有限度”的减压程序，潜水员不可轻易尝试。
     1986 年Thalman 成功的测试了美国海军潜水计划表，并得到了几个结论：即 30m 深最长停留时间 60min，45m 深最长停留时间 30min。这些是极度减压潜水的极限，任何专业潜水人员或技术潜水人员如要尝试此种型态之潜水，均必须被告知此种危险限制，因为所有的减压理论均只能在接近无减压潜水的极限区工作，如从事超越减压潜水极限外之潜水活动己非人类目前所能掌控，是极端危险的行为。

  在我们了解了减压潜水的限制后，我们应更应了解多种型式潜水的混合所产生的严重性。1986 年Thalman 更以大深度潜水加上重复潜水来实验，发现得到减压病的比例竟高达20%以上（大深度潜水和减压潜水就如同喝酒加上开车，请勿以身试验），在此我们强烈的建议，潜水人员请务必依循安全规范从事潜水，如似有减压潜水状况发生时，请以上述之潜水极限为最后极限，且一天只能有一次潜水（且是第一次)）能从事减压潜水。即使是专业潜水人员，请将自己训练为一个休闲潜水人员，而从事有限度的减压潜水，这是最合适的方式。

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水中上升的程序　　  
  潜水救难组织（DAN）曾明确指出，潜水员不当的上升时，会有二种可能致命的危险,一是空气栓塞，一是潜水夫病，虽然这二种病状均是由氮气泡所产生，但是其形成的方式却有不同。空气栓塞是由于肺脏组织破裂，导致气体进入血管循环系统而产生栓塞。潜水夫病是由于被吸收的氮气，因压力变化，由组织系统或血液中释出，形成气泡所造成，所以为避免此危险的病状产生，潜水员上升时请务必依照水中上升程序完成上升。水中上升程序有三个要项，一是时间，二是上升速度，三是安全停留。

A、时间 潜水员必须依照所学之安全规定从事休闲潜水，即从事无减压潜水，不论您使用Spencer，Powell或其它潜水计划表，必须遵守无减压极限之时间要求，不可超时超深潜水。

B、上升速度 美国海军潜水手册中曾指出每分钟18 m的上升速度是很安全的速度，但是最近这几年的研究趋势，是再度降低可允许的上升速度。愈低的上升速度可提供潜水员更多的时间让肺能适应不同的压力，直觉上可避免肺脏受伤（破裂）引起的空气栓塞；事实上减慢的上升速度可避免许许多多的身体伤害。经过了美国海军30多年来的小心验证，不论是使用Spencer,Powell,Thalman等潜水计划表，以每分钟18 m以下的上升速度应可大量避免空气栓塞之形成。市售的潜水电脑表中，许多都有着上升速度的警告设计，且要求潜水员必须以低于18m/min的速率上升，潜水使用者在使用时，请参考潜水电脑表的使用说明，切勿超过警告速度上升。

C、安全停留 安全停留也就是减压停留（是一种减压程序），虽然不会出现在您的潜水计划表或潜水电脑表中，但是它是您潜水时的最佳保障。安全停留的效果与重要性，己由美国USC（Hyperbaric Chamber Cutalina Island）确实求证过，当我们使用杜浦勒测试器（组织氮气泡检测仪）检查接受测试的潜水员时发现，在30 m深度下，潜水25分钟后（美国海军无减压极限）。在3公尺深处做了2分钟安全停留的潜水员比不做安全停留的潜水员检测出组织内有氮气泡的比例在1/5以下；更甚者，做了5分钟安全停留的潜水员，几乎找不到组织内有氮气泡的产生。因此我们建议您，潜水时务必要做安全停留（做安全停留时请保留最少35 bar / 500 psi的气瓶残压）。在此，我们认为安全停留的重要性，是比上升速度造成的影响为大，故安全停留是每一潜水员，每次潜水应做的必要程序。（如可能请以10%潜水时间做安全停留）。

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高山潜水及潜水后之飞行活动
   虽然高山潜水及潜水后之飞行活动近年来已受到潜水协会的注意，但是对于减压潜水的专家而言，这些活动并不是新的挑战。在1950年时期美国海军发展潜水计划表时，已经将这两种活动考虑在美国海军潜水计划表中了。

高海拔潜水及潜水后之飞行活动的重点
高山潜水及潜水后之飞行活动并不完全相同，但是都同样涉及到较低的大气压力。高山潜水所涉及的是在较低的大气压力下从事潜水活动，而潜水后之飞行则涉及到潜水后进入比潜水时还低的大气压力环境。Haldane所发展出来的减压理论，基本上是以海平面为基准。其氮容许量的计算也都是在以一大气压力的标准下来预测，也就是说，容许的氮含量是以自身体组织氮含量及大气压力之间的最大容许量为标准。如果潜水员曝露在较低压力的潜水环境下（高山潜水），此时潜水员就必须降低无减压极限以减少身体组织内的容许氮含量。

使用潜水计划表时，海拔高度的修正是以一特殊修正表来调整在该海拔高度时之潜水深度变为“理论上的深度”后，再使用一般潜水计划表来计划潜水。最后一次潜水结束后到登机前的最少岸上停留时间，是被用来控制潜水后之飞行活动（或登上高海拔地方）的主要方法。            

您该如何处理潜水后的飞行活动　　　　  
  由于相关资料的欠缺，我们建议您依照DAN的标准，在搭乘飞机前，最少做12小时的岸上停留。虽然并没有实验证明岸上停留时间少于12小时会发生问题或岸上停留时间多于12小时比较好，但是从实际的应用上而言，最少12小时的岸上停留对大部分的潜水员来说是足够的。
   
某些潜水员或许比较保守，而希望岸上停留时间多于12小时，这也未尝不可，而且您也可以利用您的潜水电脑表来了解您所需要的岸上停留时间：如果您的电脑表指出在12小时的岸上停留时间后，您身体中的氮含量还无法“完全排除”，此时您或许需要再延长您的岸上停留时间。

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关于高氧潜水
“高氧”潜水，“富氧”潜水……等，不同的名称均译自於“ENRICHEDAIR”这个名词，它指的是以高於空气中氧气含量(21%)的氧气与氮气所组成的混合气体，我们以“NITROX”或“氮氧混合气”称之。常采用22%-40%氧气，再混合氮气来作休闲潜水。

使用NITROX潜水，有它的优点也有它的限制，但最重要的是潜水的安全性有所提高(NITROX的使用发展，为的也是潜水安全)。经过良好的理论教育训练，配合正确的器械检验标示，您能有更安全的潜水环境。NITROX的发展已有数十年的历史，主要是以商业及军事用途为先，这期间曾有四度大举促销想进入休闲潜水的领域，由于潜水人口基本理论条件的不足，加以NITROX的成本稍高，普及率不理想等因素，都功败垂成(DEMA的检讨报告)。 目前世界上的休闲潜水体系仍以压缩空气潜水为主。

在表面看来，高氧最具诱惑的好处是：可以让你潜得更深、潜得更久。但实际情形是，高氧是一种与空气相比较起来较适合浅水域潜水的气体，它可以让潜水员在相同的潜水深度比使用空气的潜水员有更长的免减压极限，但在超过高氧使用限制深度的水域中则变成有毒性的气体。

有关于高氧可以让你潜得更深的诱惑，这却是一个非常致命的错误观念。重点就在于对潜水员来说维持生命最重要的氧气，在高压的环境下却会变成对人体有毒性的气体，我们称之为＂氧中毒″。这是一个典型的“物极必反”的好例子！

太高浓度的氧在被吸收以後，他们会攻击中枢神经系统，造成抽搐痉挛、视觉错乱、耳鸣、晕眩恶心、兴奋失控、及头昏等现象。以上的症状会发生在你的血管中充满太多氧气的时候，请记得氧气是不须被代谢出去的，它会紧黏着血红素甚至被当成代谢出组织的气体在我们的血管中四处流动。含有高度饱和氧气的血红素将没办法将二氧化碳带到肺部代谢。而这时代谢出来的二氧化碳和一直吸进体内的氧在血液中的含量就会一直升高造成血管收缩，最后导致流到大脑的血流量减少，最终影响到神经信息的传导。

高浓氧潜水(道耳顿定律) 高浓氧空气 "nitrox" (EANx) 潜水使用的空气已经将氧气增加并减少氮气的数量比例。流行 EANx 的混合气体比例包含氧32﹪氮68﹪百分比;氧36﹪氮64﹪百分比,如同在正常大气中氧21﹪氮79﹪百分比。虽然潜水时可以增加氧气比例，但必须考虑的是那需要专业的训练,较低比例的氮气能让潜水员吸收更少的氮气对同一个深度和时间来说．这表示将拥有一个较长的免减压限制。对高浓氧潜水员来说那是须要使用特别的计算表,但在规定的深度及EANx混合气体下；潜水员也可用公式来找出相等空气深度(EAD)以这个规律的空气表来辅助。

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道耳顿定律的应用：
公尺：EAD = (1－ 氧气比例 ﹪)×(深度(公尺)＋10) ÷0.79 －10
英呎：EAD=(1－氧气比例 ﹪)×(深度(呎)＋33) ÷0.79－33

以上的公式是要找出在何深度下使用EANx的混合气体,氮气部分压力会和同等使用量的空气一样，(1－氧气﹪)就是说混合气体中氮气的百分比．另一部分"(深度＋10公尺：＋33英呎)"则是说在绝对压力下数公尺或(呎)的海水中，氮气百分比的增加是因海水绝对压力下产生的氮气分压，以上是依据道耳顿定律。在分母中(分数的下方)"0.79"是大气中氮气的百分比。

当其在绝对海水深度下分化成部分氮气压力,其结果会是空气中在其深度会有相等的部分氮气分压，另外的10公尺/33呎代表大气压力。最后的步骤是减去10公尺/33呎,这样的结果将使高浓氧空气潜水员也能使用传统的空气计昼表来潜水。

道耳顿定律在高浓氧空气潜水中其应用是有关氧气部分压力。氧气分压的限度是在1.4 ata以下;在部分压力越高的情况下，氧气毒性就会越强。
   
在使用道耳顿定律下，潜水员不论是使用一般空气或高浓氧空气潜水，要达到的深度限制就很容易推算出来。

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氧气 pp ＝ 绝对压力 × 氧气 ﹪
至于氧：1.4 ata ＝ 水中绝对压力 × 0.21
或者 1.4 ata ÷0.21 ＝ 水中绝对压力
6.67 ata ＝ 水中绝对压力
6.67 ata － 1 大气压力 ＝ 5.67 水中绝对压力
5.67 atm × 10 公尺 = 56.7 公尺,或 5.67 × 33 = 187呎．
这证明为什么氧中毒跟使用一般高压空气在休闲潜水的深度内潜水并非重要考虑因素(极限 40公尺/130呎).然而,如果潜水员使用 EANx 36：
1.4 ata ＝ 绝对压力 × 0.36 或者
1.4 ata ÷0.36 ＝ 水中绝对压力
3.89 ata ＝ 水中绝对压力
3.89 ata － 1 大气压力 ＝ 2.89 水中压力
2.89 atm × 10公尺 ＝ 28.9公尺,或 2.89 × 33 ＝ 95呎

使用这种高浓氧混合空气，潜水员氧分压限制最好在休闲潜水40公尺/130呎的深度限度范围。对高浓氧空气潜水来说那是须要使用特别的计算表,但同时也使用正式潜水计画表经由公式可发现一个等量空气的深度(EAD)对一个已知深度以一个已知的EANx混合气体。

kimilim

好帖!顶一个。。。。。

rush.

"您该如何处理潜水后的飞行活动　　　　  
  由于相关资料的欠缺，我们建议您依照DAN的标准，在搭乘飞机前，最少做12小时的岸上停留。虽然并没有实验证明岸上停留时间少于12小时会发生问题或岸上停留时间多于12小时比较好，但是从实际的应用上而言，最少12小时的岸上停留对大部分的潜水员来说是足够的。"


Single Dive : Mins 12 Hours
if more then Single Dive : Min 18 Hours

jgshuwei

那些要考 DM 或以上资格的，这是考试范围之一。

~@Star@~

谢谢分享。。。