饱和舱内温湿度对潜水员的影响及控制措施探讨

付国举，廖昌波，冯 磊，张 民，陈海庭，于国龙

饱和舱是饱和潜水过程中潜水员生活、休息和进行巡潜作业准备的场所，舱内环境的各种参数与潜水员身体健康和工作密切相关，如压力、混合气体成分、舱内温度、湿度以及噪声等。其中，温度和湿度直接影响潜水员的健康和作业能力，保持舱内适宜的温度和湿度是饱和潜水环境控制操作的重要内容。

1 饱和舱内温度、湿度环境对潜水员的影响

根据饱和潜水使用的气体不同，舱内的适宜温度、湿度范围也有所不同。如氮氧饱和潜水的舱内适宜温度为20～26℃，氦氧饱和潜水舱内适宜温度则为30～32℃。湿度一般均要求控制在50% ～70%较为适宜［1］，超过这一范围，处于氦氧环境中，潜水员的不适感更强。舱内温度、湿度对潜水员的影响主要集中在以下几个方面。

1.1 对潜水员体感的影响增强 在高气压环境中，热传导和对流增强，热蒸发减弱，加之饱和舱内潜水员一般穿着较少，体表与环境直接接触，对环境温度、湿度变化的敏感程度显著增强，从而极易引发身体对超出舒适度范围的温度、湿度的不适感。如果舱内温度长时间偏高或偏低，机体为对抗环境不适而加剧体能消耗，如不能及时得到缓解即会引发身体病理性反应。在氦氧饱和潜水过程中，当环境温度下降时，呼吸氦氧混合气时氧的消耗量比呼吸空气增大，机体对热散失的反应加剧。同时，由于氦气的导热系数是空气的6.18倍，人体适宜温度范围明显变窄，使得潜水员对冷、热和潮湿的感觉更加敏感［2］。

1.2 潜水员易发皮肤、外耳道及呼吸道感染 在饱和舱内密闭不见阳光的环境中，潜水员体感舒适的温度、湿度下特别适宜细菌等微生物的生长。如2010年海军医学研究所进行的模拟480 m氦氧饱和潜水实验中，潜水员进舱第2天舱内微生物即超过污染限度，第3天达到生长浓度高峰，随后维持较高的浓度波动生长，超过国家适居标准的3.9～8.4倍［3］。在这样的环境条件下，潜水员皮肤、呼吸道黏膜和外耳道感染率增高，通常是细菌和霉菌的混合感染，对潜水员健康造成较大影响［4］。进行大深度、长时间的饱和潜水时，应将湿度控制在舒适范围的下限，并尽量保持潜水员皮肤及易感染部位的干燥。

1.3 对潜水员巡潜作业造成直接影响 进行巡潜作业时，潜水员频繁着装、卸装，身体直接暴露在舱内，体表热传导加快。如果过渡舱内温度偏低，体表散热过快，易导致潜水员轻度感冒发生，引发咽鼓管不通或鼻塞，造成无法进行巡潜作业。如果舱内温度偏高，潜水员着装时容易出汗或体表温度升高，直接进入水中后，体表温差大，易引起潜水员水下寒战、发抖等，影响水下作业能力和身体健康。有时寒战和发抖会导致潜水员呼吸频率和吸气幅度急剧变化，影响潜水装具使用安全，引发潜水事故。

2 国内外部分饱和潜水舱内温度、湿度控制及对潜水员的影响比较

世界各国在开展饱和潜水过程中都非常重视饱和舱内温度、湿度指标的控制，特别是饱和潜水发展初期，大多采用水下加压舱，水下环境对舱内温、湿度影响更加明显，对控制的措施及其有效性要求也就更高。国内外几次大型饱和潜水中饱和舱内温度、湿度情况见表1［5］。

表1 国内外部分饱和潜水舱内温度、湿度情况

上述饱和潜水活动中，海底实验室Ⅱ号、泰克蒂脱Ⅰ号和勘察一号200 m实验舱内温度、湿度控制较好，未对潜水员造成不利影响。勘察一号200 m实验高压停留过程中，虽然舱内细菌落总数比进舱前平均高出2520株/m2，但由于温度、湿度控制较好，加之潜水员未进行水下巡潜，潜水员未出现皮肤感染等情况。但大陆架Ⅱ号实验中，居住舱分上、下2个舱，下舱的温度平均为33～34℃，高于正常要求，2个舱的湿度均接近100%。整个过程中，潜水员痱子、疖子、湿疹、化脓性皮炎、弥散性外耳道炎症的发病率超过90%，对潜水员身体健康造成了较大影响［5］。

模拟65 m氦氧饱和潜水实验在饱和深度下居住停留24 h的温度变化曲线见图1。从居住舱内温度变化曲线可以看出，舱内最高温度虽然能够达到实验要求，但达标时间点较少，大部分时间内均低于舒适温度的范围。根据潜水员反映要求，夜间每人加盖2条毛巾被以增加保暖，但由于舱内湿度超过83%，毛巾被潮气较重，潜水员睡眠质量仍然受到了影响。巡潜过程中，潜水员也反映了过渡舱温度较低引起的不适，由于巡潜时间较短和巡潜次数较少，未对潜水员身体健康造成重大影响，但随着时间持续，这种影响必然会加剧。

图1 模拟65 m氦氧饱和潜水舱内24 h温度变化曲线

3 饱和舱内温度、湿度的有效控制

为保证潜水员在舱内正常生活和开展巡潜作业等工作，应根据饱和潜水医学保障的要求，采取相应措施对饱和舱内温、湿度环境进行有效控制，降低对潜水员的不利影响。

3.1 提高设备性能 饱和潜水系统环境控制机电设备的性能是决定饱和舱温度、湿度控制效果的最重要因素。实践证明，环控设备的性能应当在满足饱和潜水系统极端工作环境和最大负荷要求的基础上提高25%的冗余量。如配置除湿冷凝盘管时，必须能够满足舱内潜水员连续巡潜和热水淋浴的情况下的湿度控制要求。而在环境温度低于10℃时，由于管路热损耗严重，只能按照最高水温的75%决定热交换器的流量和散热面积。模拟65 m饱和潜水实验过程中，饱和舱内温度偏低的主要原因就在于热交换器性能不能满足要求。经过扩大热交换器盘管内径，改进排列方式，增加蒸发器散热片数量等措施，提高了设备性能，控温效果大大增强。后续两个实验阶段中，舱内温度始终处于适宜的范围内。

3.2 综合运用控温除湿手段 饱和舱的温度与湿度控制存在着非常密切的关联。除湿大多是通过冷凝方式实现的，开启除湿设备时一般也会相应使舱内温度迅速下降，为保持舱内温度的变化平稳，除湿操作一般应间断进行，并同时提高温控循环水的温度以降低除湿对舱温的影响。模拟65 m氦氧饱和潜水实验中，潜水员淋浴后温度、湿度同时大幅上升，尽管设备满负荷运转，但短时间内湿度降低不明显，温度控制也不稳定［6］，通过在实践中积累操作经验，最后一个阶段中，舱内温度和湿度都得到了有效控制。由于温度对潜水员的影响更加明显，因此，在温度和湿度控制出现冲突时，一般应优先保证将温度控制在要求范围内。

3.3 正确选择温度、湿度控制设备的运转时机 目前，饱和舱内温度控制一般都采用冷热水循环式舱温调节装置，需要提前启动制冷机和水箱内电加热器，温度控制难度大，精确度较差［7］。冷凝除湿盘管靠近舱底，温度、湿度调控产生效果都需要一个过程，实际工作中经常出现温度、湿度调控滞后的情况，需要根据监控数据，估算设备运转的提前量，合理选择控制设备的运转时机。这对环控设备操作人员的技术水平和工作经验提出了很高的要求，需要根据设备性能在实践中积累经验。

3.4 合理安排潜水员的工作、生活 合理安排潜水员与舱内温度、湿度变化关联密切的活动，对于饱和舱内温度、湿度的控制具有明显的作用。一是要规范潜水员生活起居。潜水员洗浴、洗漱等用水量多的时段，舱内湿度会迅速升高，应在满足生活需求的情况下尽量减少次数和用水时间，增加潜水员用水间隔时间，以利于舱内湿度的平稳控制。二是要提高巡潜效率。巡潜作业时，过渡舱与潜水钟之间气体流通会加快舱内热量散失，潜水员出水后潜水服及装具表面的水蒸发会增加舱内湿度。要通过缩短潜水员着、卸装时间和合理调配巡潜人数等提高巡潜效率，降低对舱内温度、湿度的影响。同时，进行巡潜时应当提高设备运转荷载，避免温度波动过大影响潜水员作业。三是根据潜水员的作息及时调整温度、湿度控制时机。潜水员进行巡潜或舱内活动较多时，应根据实际情况加强温度、湿度调控，以确保满足舱内环境要求。而在夜间休息时，潜水员保暖较好，可适当降低舱温优先满足除湿要求，降低设备运转负荷。

［1］ 陶恒沂.潜水医学［M］.北京:高等教育出版社，2005:207.

［2］ 龚锦涵.潜水医学［M］，北京:人民军医出版社，1985:459-462.

［3］ 陈双红，陈锐勇，肖存杰，等.模拟480 m氦氧饱和潜水实验舱微生物污染监测及评价研究［J］.中华航海医学与高气压医学杂志，2012，19(2):73.

［4］ 杨德恭.科学技术潜水手册［M］.北京:海洋出版社，1985:421-425.

［5］ 龚锦涵.现场饱和潜水实例介绍［J］.国外海军军事医学，1977，13:60-71.

［6］ 冯磊，张民，张剑，等.模拟480 m氦氧饱和－493 m巡回潜水实验研究的设备保障［J］.中华航海医学与高气压医学杂志，2011，18(6):329.

［7］ 俞海泉.医用加压系统［M］.北京:海洋出版社，1996:350.