饱和潜水最漫长的海底探险

王东梅

一艘船的甲板上装载着几个古怪的圆筒，停留在深海水面，两条长长的“绳索”通向海底深处。控制室内不时传来声声“鸭叫”，难道这艘船在搞“海底放鸭”？当然不是。这是潜水员正在海底进行饱和潜水作业，也许他们正在紧张地修补破损的海底输油管呢！

潜水，对大家来说并不陌生。古代劳动人民早就利用屏气的方式潜入水中，捕鱼捉蟹，采集珍珠、珊瑚。勇敢的士兵也曾利用简陋的通气管夜行偷渡，奇袭敌营。近代，打捞沉船，探索海底，潜水活动更为频繁。那么“饱和潜水”与以往的普通潜水有什么区别呢？或许先揭开“鸭叫”之谜，会有助于我们对这个问题的理解。

原来，氦氧混合剂在这里开了一个小小的玩笑。进行饱和潜水的潜水员在水下呼吸的不是普通的空气，而是一种按比例混合而成的混合气体。氦氧混合剂是当今深潜时供潜水员呼吸用的最佳混合气体。在这种混合剂中，氦气含量高达98%，而氧气只占2%。氦是一种惰性气体，它是除氢以外最轻的气体。正是由于吸入了氦气导致潜水员与母船通信时出现语音失真。

声音在不同的气体中传播速度是各不相同的。一般说来，在相同温度下，越轻的气体传声越快。例如，同样在0℃條件下，空气中的声速为332米/秒，氢气中为1286米/秒，而在氦气中为971米/秒（约为空气中的三倍）。使用氦氧作呼吸剂的潜水员，在海底说话的声音相当于在氦气中传播，显然要比在空气中快得多。这就好比以正常速度录制的录音带，用快速放送，其声音便会失真，变得滑稽可笑，甚至难以理解。这种“鸭叫”似的潜水员语言，必须使用一种专门的“电子译语器”减慢声速，把含糊不清的语言翻译过来，才能让其他人理解。我们破解了“鸭叫”之谜，接下来就对饱和潜水一探究竟吧！

氦氧—深潜员的命根子

生命起源于海洋，但是作为陆地生物的人类，却不能象鱼一样在水中自由地呼吸。人类本身的生理机能限制了人在水中的活动能力，特别是生命攸关的呼吸功能在水中完全无法施展。

潜水员下潜都会身背氧气瓶，但氧气却有潜在危险，氧中毒是潜水员面临的主要风险。水底的压力高于地面，潜水员带上潜水器具下潜时，他所呼吸的混合气的气压也需相应增加，以达到体内外压力平衡。每下潜10米，约需增加一个大气压，例如，潜水员在30米深度所呼吸的空气压力，需3倍于水面的空气压力。由于在这个深度上受压缩的空气中所含的空气分子数目3倍于水面，潜水员呼吸的氧气量也3倍于正常分量。潜水员如果长时间呼吸这种含氧特别丰富的混合气体，就会发生氧中毒，其症状是晕眩、恶心和抽筋。因此潜水员所用的呼吸剂中，必须含有很大比例的惰性气体，以便将氧稀释。氦就是用于这一目的的一种惰性气体。由于氦在血液里的溶解度较小，所以用它和氧来组成呼吸剂可以避免氧中毒。“饱和潜水”中“饱和”的概念，实际上是指潜水员体内组织（包括血液）在特定压力下最大限度地吸收了惰性气体，体内的氦达到了饱和状态。大家可能会问，这样做目的何在？

巧妙安排高压天地

饱和潜水是20世纪发展起来的技术，可以说是潜水作业上的一个飞跃。饱和潜水技术是当今潜水行业的尖端核心技术，深潜水作业能力强弱是一个国家实力的体现。许多发达国家将饱和潜水技术的研发应用放在与航天技术同等重要的地位。

从理论上讲，饱和潜水的潜水员能处在海底的时间是没有限制的，而且潜水深度也远远超过一般潜水。然而，实施饱和潜水也并非易事，它需要一整套复杂的设备和一批训练有素的专业人员。

饱和潜水有一套圆筒形的设备系统，是多种设备和各类专业人员的有机组合。圆筒内外近在咫尺，但却是压力悬殊的两个世界。圆筒分别充当潜水员居住、更衣、过渡、加压、减压、下潜准备等用的舱室，并可根据工作场地的大小、任务的繁简、潜水人员的多寡酌情增减和组合。

潜水人员的生活舱是设有床铺和卫生间的住房，用于倒班休息。与其他舱室一样，它是一个充满混合气体的高压环境。更衣舱是潜水员倒班前后，更换潜水衣、头盔的场所。过渡舱是潜水人员从外部一个大气压的环境进入筒内高压世界的中间环节。凡进出压力舱的人员，都得经历加压和减压程序。压力舱还有一个被称作医疗闸口的小窗口，是用来向舱内传递食物及其他一些小物品的。再生系统连续地将舱内吸用过的压缩混合气抽出来，除掉二氧化碳、湿气等，经过处理和加热后，重新送回压力舱。而舱内的压力高低以及环境参数，例如温度、湿度、氧气的分压、二氧化碳含量等，均由压力舱近旁的控制室不断加以调节和控制。生命维护员能通过电视屏幕观察舱内动态，并且适时地播放音乐和电视节目，供压力舱内的潜水员放松、娱乐。

饱和潜水的整个工作程序，从潜水人员进入压力舱开始。潜水员进舱后，舱内压力逐渐加大，达到他们预定工作深度的海水压力。例如，工作地点水深300米，其压力加到略大于30个大气压。然后，潜水人员穿藏上潜水衣进入潜水钟，由潜水钟操纵员将其徐徐送入海底。与此同时，潜水绳操纵员将潜绳一起送至海底，以供给潜水员最新的呼吸剂、电力和通讯线路等。当到达预定工作地点后，打开升降口，潜水员在守钟人的协助下进入水中，而潜水钟内由于有混合气体压力，所以能挡住海水的进入。守钟人坚守在钟内，他的主要任务是管理和监视潜水员呼吸气体的供应，保证通信通畅以及潜水员的安全。

饱和潜水作业人员可以实行24小时三班倒，每班在水下工作8小时。换班时，潜水钟由潜水作业母船上的起重机吊起，与装在母船甲板上的压力舱联接起来，一旦联接就绪，潜水钟与压力舱贯通，潜水人员就可以进入压力舱内。舱内混合气体的压力同他们在海底工作时所受的压力完全一样。

由此可见，参加饱和潜水的人员，无论在海底工作，还是在潜水钟内，或是在压力舱内休息，他们所处的环境压力是一样的。由于压力不变，他们可以反复入水作业，不必每次潜水后进行减压。只是在整项潜水作业任务完成后（这可能需要几天或是几个星期）才进行减压程序。减压作用主要是使潜水员体内和血液里的惰性气体，随着环境压力的减低而慢慢地释放出来，以免引起各类病症。

饱和潜水的优越性

这种以“生活在高压下到工作完成才出来”的饱和潜水方式，有很大的优越性。进行普通潜水作业时，潜水员在海底只能工作几十分钟，最多几个小时，就得返回。在返回水面的过程中，要经历各个减压阶段，得花上4个小时左右。一项需要在水底进行40小时有效工作的工程，如果采用普通的潜水作业，一般得花40多天，要是把气象和海况等因素所造成的时间耽搁计算在内，那么，所需的时间会更长。而同样一项工程，若采用饱和潜水作业，则潜水员只要连续工作即可完成。而且整个工程完毕后，还可在压力舱内进行安全减压，既舒服又有医生照顾。当然减压时间是相当漫长的。根据美国的实验表明，饱和潜水后的减压时间，平均每下潜一英尺（约0.3米）需10分钟。如果下潜300米，减压时间需7天左右，有时为了安全起见，可能更长些。但由于潜水任务已完成，故减压程序可在潜水作业母船返航的途中进行，这大大缩短了母船在工作海域停留的时间。

由于饱和潜水具有突出的优点，今后将会得到更大的发展，使用范围也会越来越广，例如，进行海底油田设施的检查，海底管道的连接、切割、水下焊接，打捞沉船，水产养殖，科学考察等。总之，饱和潜水使潜水员或科学家有可能在“重重压力”下生活几个星期甚至几个月，为完成深潜任务和科学探索提供了更为有利的条件。

【责任编辑】张小萌