饱和潜水是什么？

田浩宇

潜水作业太难了

地球表面约70%是海洋，海洋的平均深度约为3800米，最深的地方是马利亚纳海沟，最深处达11034米。海洋是一个巨大的宝库，水产、石油等矿产资源极为丰富，吸引着科学家的目光。

虽然目前水下科考一般用机器人或者潜水艇，但这有点像乘着飞机探勘珠穆朗玛峰，很难达到科学所追求的精度，也无法取得足够的数据和样本做实验。当前最新的智能机器人，其智能作业能力仅为人类作业能力的10%左右。人工智能在潜水方面取得突破性进展前，人类潜水员仍然是最灵活、最直观的操作者。

海底采珠人可能是最早的潜水员。珍珠生长在海底的蚌壳里，采珠人必须潜入海底采集。相传2700多年前我国就有潜水采珠的技术。南北朝时，今天广西壮族自治区北部湾的合浦产海珠，但由于采集过度，珠蚌近乎绝迹。后来孟尝来当太守，改善了生态环境，珠蚌重现，采珠业又恢复了，这就是“合浦珠还”的故事。

现在看来，古时候的采珠人还算不上是优秀的潜水员：他们钻入水底，只能在几米水深的地方待上2～3分钟。而如今，携带压缩空气的自由潜水已经成为一种体育运动，接受过适当训练的普通人也能比较容易地下潜至水下十几米。然而，潜水深度每增加10米，水压就增加约1个大气压，空气中的氮气会渗透到人体中枢神经系统的细胞里，引起“氮麻醉”。

较长时间或者更深的潜水，就要用更专业的装备——水肺。水肺里装的是氦和氧的混合气体，氦气的麻醉效应远低于氮气，不用担心麻醉的问题。不过，氦气是一种非常好的热传导体，潜水员大量吸入后常常感到刺骨的寒冷。

人类潜水不仅要考虑呼吸的问题，还面临另一个威胁：随着水压的增大，人体血液溶解气体的能力也会增加，当潜水员完成工作后快速上浮，气体会在减压的情况下骤然形成气泡，就好像摇开的可乐一样，这些气泡大量堆积在人体血管和组织中，会造成严重伤害，这就是可怕的“减压病”。在19世纪，许多修建水下隧道和桥梁的工人都是因为这个病丧生的。所以说，潜水员在完成潜水任务后，必须在减压舱里逐步减压，再回到海面上来。不过，这会导致深潜作业效率十分低下。

给潜水员打气

40多年前，科学家经过反复试验，获得了一个惊人的发现：人处在一定压力环境中，其血液里溶解的气体量是有上限的，达到饱和后，只要压力不变，血液里的气体含量也不会改变。这就像一个杯子如果盛满了水，那么再加一滴都不行。这意味着，在给水下某个深度的潜水员“打满气”后，不管潜水员在这个深度停留多久，其身体里的气体量都不会再变，故上岸时所需的减压时间也不会改变。

因此，“打满气”的潜水员在水下某个深度工作一段时间后，不必匆忙回到水面上来减压，可以继续在水下待着，直到工作干完，再返回水面进行一次减压就行了。比如100米深度的饱和潜水：停留24小时，上岸时需要花5000分钟逐渐减压；停留一周甚至一个月，上岸时也只需要花5000分钟减压。这就变相提高了潜水作业的效率。这就是饱和潜水的理念。

饱和潜水技术可使潜水员能够长时间潜到深水作业现场，开展深水搜救、打捞、安装、探查等精细作业，它往往代表着一个国家的深水复杂作业能力。

饱和潜水怎么做

早期的饱和潜水方案曾经力求让潜水员在水下居住，由于这种方案对水面保障的要求非常高，而且存在许多缺点，目前已经被淘汰。现代饱和潜水采用的标准方案是甲板加压舱饱和潜水，其思路是让潜水员在水面工作船上的高压居住舱内生活，需要作业时候就把他们送到水下。

整个过程主要有六步。

第一步，加压。潜水员要先待在一个密闭的舱室当中，舱内被不断地充入混合气体，直到潜水员血液内气体饱和。

第二步，进入高压生活舱。

第三步，通过潜水钟（潜水员运载工具）向大海进发。

第四步，出潜水钟工作。除了复杂的装备，潜水员还要面对重型的机械装置，比如输油管道。有时候一个螺栓的重量堪比一个成年人，再加上水下行动困难，能见度低，工作人员往往要花6～8小时，才能完成当天的工作。

第五步，通过潜水钟返回到高压居住舱内。

第六步，减压出舱。

潜水员血液里溶解太多氮气会被麻醉，溶解太多氦气又会觉得冷，为解决这一问题，国际饱和潜水主流方案是采用三元混合气，其中有用氦氮氧的，也有用氦氢氧的。目前这两种三元混合气方案的外海潜水最深纪录都由法国保持，分别为501米和534米。