Людина і вода - друзі чи вороги?.

Чи може людина виринути з глибини 100 метрів без акваланга, і які будуть наслідки? (Питання виникло у зв'язку з подіями на підводному човні Курськ).
Спочатку нагадаємо рекорди, перераховані в "Книзі рекордів Гіннеса - 1998":

  • з глибини 167 м без технічних засобів піднявся на поверхню з пошкодженої підводного човна Річард Слейтер (28.09.1970г., США);
  • з глибини 183 м у водолазних костюмах з рятувальними жилетами вибралися під час навчань Норман Кук і Хеміш Джонс (22.07.1987г., Норвегія);
  • на глибину 130 м пірнув з затримкою дихання Франсіско Феррерас (10.03.1996г., Куба).

Безумовно, на людину на великій глибині діють чинників, що перешкоджають нормальній життєдіяльності:
  • високий тиск - звичайний нетренований людина витримує тиск водяного стовпа висотою до 20 метрів; на великих глибинах настає надмірне стиснення грудної клітини, що приводить до порушення кровообігу; для захисту застосовують еластичні костюми або жорсткі скафандри;
  • низька температура - нормальна людина здатний витримувати температуру води не нижче +15 0С; у разі зниження температури наступають переохолодження організму і м'язові судоми;
  • порушення дихання - під водою в людини настає одночасна гіпоксія (недолік кисню) і гіперкапнія (надлишок вуглекислого газу), що призводять до швидкої смерті від задухи; добре треновані плавці здатні затримувати дихання на 2-3 хвилини.

Проте, видно, що людям вдавалося виринати з глибини 100 м без додаткового обладнання.
Зазвичай при Спливання з великої глибини, в аквалангу або без нього , виникає так звана кесонна хвороба. Вдихуваний нами повітря розчиняється в крові й разом з нею потрапляє в тканини. Чим вище тиск, тим більше повітря розчиняється в крові. Повітря складається в основному з кисню й азоту, причому кисень витрачається в тканинах. Азот ж залишається невикористаним, тому, коли водолаз дихає стисненим повітрям, у нього в організмі швидко накопичується більше азоту, ніж може звичайно розійтися по крові і тканин. Поки тиск підтримується на високому рівні, водолаз не відчуває болю. У цьому відношенні водолаза можна порівняти з пляшкою, наповненою лимонадом. Шипуча рідина утворюється шляхом закачування газу в пляшку під тиском. Поки тиск високий, газ у лимонаді знаходиться в розчиненому стані. Якщо ж тиск послабити, прибравши пляшку, газ кинеться назовні. Те ж відбувається з водолазом, якщо тиск води раптом припиняється: що знаходиться в крові надлишковий азот рветься назовні. Виділення газу в дрібних кровоносних судинах приводить до їх закупорки і блокування ефективного кровообігу, виділення газу в клітинах - до їх руйнування. Для запобігання кесонної хвороби підніматися з великої глибини слід повільно, так щоб розчинений повітря поступово виділявся і йшов через легені.
У результаті кесонної хвороби виникають наступні симптоми:
  • Захворювання легкого ступеня характеризуються місцевими порушеннями малої інтенсивності , легко піддаються відповідному лікуванню. Основний симптом - болі різного виду, головним чином в суглобах, кістках і м'язах, причому найчастіше ураженим виявляється колінний суглоб, рідше - плечовий і ліктьовий, ще рідше-гомілковостопний, променевозап'ястний, тазостегновий. Кістково-суглобові і м'язові болі можуть бути ниючого, що тягне, рве, свердлячого характеру, як правило, невисокої інтенсивності. Нерідко єдиним проявом кесонної хвороби легкого ступеня є шкірний свербіж.
  • Захворювання середньої тяжкості клінічно проявляються чіткими і інтенсивними місцевими порушеннями, досить вираженими зрушеннями в загальному стані потерпілого. Скарги хворих на болі різного характеру, загальну слабкість, запаморочення, задишку. Болі - суглобні, кісткові і м'язові - значні за силою, найменші рухи в суглобах болючі. Відзначаються періодичні судоми окремих м'язових груп. Мармуровість шкіри змінюється ціанотичні. Сверблячка стає більш поширеним і болючим. З'являються виразні ознаки порушення діяльності серцево-судинної і дихальної систем.
  • При захворюваннях важкого ступеня зазначаються істотні патологічні зрушення у функції серцево-судинної, дихальної та центральної нервової систем.

Перенесені захворювання середнього та важкого ступенів можуть спричинити за собою інфаркти міокарда та легкого, кардіосклероз, пневмонії, абсцеси і ателектази легенів, плеврити. При ураженні центральної нервової системи паралічі і розлади чутливості ведуть до атрофії м'язів, порушення трофіки тканин, утворенню пролежнів.
Проблема виникає в тих випадках, коли доводиться вдихати повітря в умовах підвищеного тиску, тобто, при роботі водолазів, при необхідності спливти з підводного човна. У нирців при короткочасному перебуванні під водою не виникає кесонної хвороби, хоча, як відомо, рекордне занурення без апаратів досягає 100 м і більше. Ймовірно, основна причина в тому, що водолаз під водою не дихає, тому насиченість тканин, і в тому числі крові, газами залишається тією, яка відповідає атмосферному тиску, та надлишкового насичення азотом немає. Ймовірно, з тієї ж причини не страждають кесонної хворобою і кити (кашалоти), які здатні пірнати на глибину до 1200 м, витримуючи при цьому тиск у 121 атм.
Підкреслимо, що якщо людина виринає без акваланга, а перед цим він перебував у підводному човні, де або підтримувалося нормальний тиск, або подавалася безазотная газова суміш, то ніякого надлишку азоту в крові у нього бути не може, і тому кесонна хвороба йому не загрожує.
Для глибоководних водолазів розроблені спеціальні способи безпечного спливання і декомпресії. На щастя для водолазів, кров гущі води, тому утворення бульбашок в ній утруднено, якщо тиск не знижується дуже різко. Якщо тиск зменшується поступово, кров і тканини можуть позбутися від надлишкового азоту і бульбашки утворюватися не будуть. Кесонної хвороби, отже, можна уникнути, якщо водолаз підніматиметься повільно. Зазначений спосіб застосовувався вісімдесят років тому. Пізніше спосіб підйому вдосконалили. Виявилося, що ступінчастий підйом, із затримками на певних глибинах для декомпресії, швидше і безпечніше для водолазів, ніж повільний і рівномірний. Це відкриття було з успіхом перевірено випробуваннями, проведеними в 1906 р., в результаті межа глибини безпечного спуску був збільшений до 204 футів.


Була складена таблиця режиму декомпресії, точно вказує тривалість зупинок водолаза на кожному ступені підйому в залежності від глибини спуску і часу перебування на цій глибині. Якщо водолаз опускався на тридцять три фути, то ніякої декомпресії не було потрібно. Півгодинне перебування на глибині 66 футів вимагало однієї зупинки на п'ять хвилин для декомпресії; годинне перебування на тій же глибині - двох зупинок загальною тривалістю тридцять хвилин; в той же час всього лише семихвилинному перебування водолаза на глибині 204 футів вимагало двадцяти хвилин на підйом з п'ятьма зупинками , а дванадцятихвилинний перебування на тій же глибині - тридцяти двох хвилин з шістьма зупинками. Перебування на глибині 204 футів довше дванадцяти хвилин вимагало набагато більш тривалої декомпресії, але і при цьому не вважалося цілком безпечним.
Нові можливості з'явилися після винаходу "підводної камери Девіса". Камера підвішується до лебідки або крана, що знаходиться на борту водолазного судна, і має в дні люк, через який водолаз може проникнути всередину на першій же стадії декомпресії. Поки камеру тягнуть вгору, що знаходиться в ній водолаз може продовжувати декомпресію, вже будучи ізольований від води. Тиск усередині камери може поступово зменшуватися відповідно до таблиці. Виявилося також, що тривалість декомпресії може бути скорочена, якщо в камеру замість повітря подавати кисень. Відповідно до цього була розроблена нова таблиця. Тепер водолазу після дванадцятихвилинний перебування на глибині 204 футів була потрібна для декомпресії вже двадцять одна хвилина, причому протягом сімнадцяти хвилин він перебував у сухий камері. Крім того, межа глибини безпечного занурення був збільшений до 300 футів. Нові камери і таблиця були перевірені друге Комітетом з глибоководним спусках військово-морського міністерства, створеним в 1930 р. Були здійснені спуски на глибину 320 футів. Але на цій глибині були виявлені дві невидимі небезпеки: азотна і киснева. Перш азот не вважався небезпечним, оскільки можна було уникнути утворення газових бульбашок, не допускаючи надмірно швидкої декомпресії. Тепер же з'ясувалося, що на глибині приблизно 240 футів (а для деяких водолазів і менше) стиснений азот діє на мозок водолаза, як наркотичний засіб. Ступінь його впливу варіюється в залежності від організму водолаза, але зазвичай азот затуманює свідомість людини, робить його легковажним і дуже веселим. Багато водолази стверджують, що азот діє на них опьяняюще, тому і праця їх стає менш продуктивним. Крім того (і це найголовніше), під дією азоту водолаз стає небезпечним для самого себе. Легке, безвідповідальне, безрозсудне ставлення до справи - не та норма поведінки, яка повинна була притаманна глибоководному водолазу.
Другий невидимий ворог - кисневе отруєння. Вдихання чистого кисню на глибині більше 33 футів небезпечно. Якщо ж вдихати кисень в суміші із звичайним повітрям, то його отруйна дія позначається на глибині близько 400 футів. Фактично небезпека проявляється вже на глибині 300 футів. Таким чином, стало ясно, що при користуванні стисненим повітрям межа безпечного занурення вже досягнуто, і що для спуску на великі глибини була потрібна якась нова газова суміш. У неї повинен входити кисень, необхідний для підтримки життя, при цьому, щоб уникнути отруєння кисню в суміші має бути відносно менше, ніж в атмосферному повітрі. Що стосується азоту, то він не потрібний і не придатний для такої суміші. Завдання полягало в тому, щоб знайти газ, найбільш придатний для змішування з киснем. Була випробувана воднево-киснева суміш, яка виявилася ідеальною для дихання, але вона, на жаль, здатна вибухати. Гелій володіє важливими перевагами перед усіма інші відчувають газами. Він позбавлений небезпечних п'янких властивостей, притаманних азоту в умовах великого тиску, і вибухових властивостей, притаманних водню Киснево-гелієва суміш може без ризику подаватися з поверхні на дно, і є ідеальною для дихання на великій глибині. Встановлено, що хоча гелій під тиском (на відміну від азоту) і не п'янить водолаза і не штовхає його на легковажні вчинки, але він теж може викликати кесонну хвороба, якщо не проводити ступінчасту декомпресію. Відомо, що гелій поглинається і виділяється швидше азоту, тому перша зупинка повинна бути зроблена на більшій глибині, ніж при диханні азотом. Військово-морським флотом США була складена спеціальна декомпресійна таблиця, розрахована на киснево-гелієву суміш. Ця таблиця збільшує межа безпечного спуску до глибини, набагато що перевищує 300 футів. Небезпеки кисневого отруєння можна уникнути, якщо співвідношення компонентів суміші привести у відповідність з глибиною занурення.
Хоча спливти з підводного човна, що лежить на глибині 100 м, можна, це пов'язано з важкими наслідками для організму.

Відомий випадок, коли людині вдалося вижити після підйому з глибини 500 м. Шостого жовтня 1969 року у Гавайських островів затонув радянський атомний підводний човен К-191. Човен лягла на грунт на глибині 500 метрів. На підводному човні було п'ять водолазних костюмів - для зовнішніх аварійних робіт. Було кинуто жереб. П'ять моряків отримали шанс вижити. Проте від такого перепаду тиску не рятує навіть найдосконаліший гідрокостюм. У каліфорнійському госпіталі робили все можливе, щоб врятувати радянських підводників. Протягом шести місяців, не впоравшись з кесонної хворобою, померли двоє з уцілілих підводників. Трьом залишилися чекала ще довга, виснажлива боротьба за життя. Попереду було сім років госпіталів, тяжкого лікування, повного переливання крові кожні три-чотири місяці. Пережити це, повернутися до нормального життя вдалося одному. Ще двоє померли через шість років.
Джерела:

  1. "Чому нерпа не страждає кесонної хворобою" http://www.icc.ru/gal/b24. htm.
  2. http://submarine.id.ru/history/b16.shtml.
  3. Н. В. Рухляда та ін "Комбіновані поразки на Військово-Морському Флоті" http://lib.ru/TXT/wmf.txt.
  4. Патрік Прінгл "Історія хвороби" http://www.divers.ru/history/history2/history2.htm.
  5. Велика медична енциклопедія//М.: "Радянська енциклопедія", 1983. Т. 20. с. 45.