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氫氣安全性鐵證：人類潛水試驗(yàn)

發(fā)布時(shí)間：2018-12-13 09:08:08

氫氣的人體安全性比有效性更確定，是早就有非常明確的證據(jù)——就是人類氫氣潛水實(shí)驗(yàn)。

人類氫氧潛水醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)

開展氫氧潛水試驗(yàn)最早和最多的機(jī)構(gòu)是法國(guó)COMEX公司，主要是上世紀(jì)80年代，該公司為了配合海上石油開采，建立更好的潛水技術(shù)，考慮到氫氣用于潛水的優(yōu)勢(shì)開展了這一研究。先后進(jìn)行了大量動(dòng)物和人體試驗(yàn)，由安全性、醫(yī)學(xué)生理學(xué)和潛水設(shè)備研制等三部分組成。

這一系列HYDRA III~VII的模擬實(shí)驗(yàn)，是從75~90米氫氧常規(guī)潛水到520米氫氧飽和潛水。其中，HYDRA V首次用氫進(jìn)行4.6 MPa飽和潛水，潛水員完成了機(jī)械連接、水下切割和操作等潛水作業(yè)任務(wù)。用最明確確定的證據(jù)證明氫氣對(duì)人體的安全性。

Hydra V Hydrogen Experimental Dive to 450 Meters。這是1986年在美國(guó)得克薩斯休斯頓召開的第18屆海上技術(shù)會(huì)議論文。

潛水實(shí)驗(yàn)HYDRA III~IV

為配合海上油田工業(yè)，法國(guó)COMEX公司在海上和馬賽高壓研究中心實(shí)驗(yàn)室開展大深度氫氧潛水人體試驗(yàn)研究。

HydraIII，1983年6月，潛水深度為75米和91米。

HydraVI，1983年11月，艙內(nèi)潛水深度為120、150、180、240和300米。

HydraV，1985年5-6月，艙內(nèi)飽和深度450米。

這些試驗(yàn)的成功給氫氣在潛水醫(yī)學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

氫氣潛水的安全性研究

氫氣作為一種爆炸氣體，物理安全性是及其重要的內(nèi)容，文章也專門進(jìn)行了描述。空氣中氫氣可以爆炸燃燒的濃度是4%-74.5%。氧氣環(huán)境下，4%-94%。Hydra V試驗(yàn)前，研究小組已經(jīng)對(duì)氫氣在三種氣體混合情況高壓下燃燒極限濃度進(jìn)行了分析。

當(dāng)氧氣濃度低于4.4%，750米以下深度都不會(huì)發(fā)生燃燒。也就是說(shuō)這種氧氣濃度情況下，氫氣濃度無(wú)論多少都不會(huì)燃燒。為了保證安全，試驗(yàn)將這種安全度近一步提高，規(guī)定在使用氫氣時(shí)氧氣濃度不超過(guò)2%。在整個(gè)減壓過(guò)程，氫氣濃度不超過(guò)4%。

最終試驗(yàn)結(jié)果表明，在技術(shù)上非常成功。在生物醫(yī)學(xué)方面，潛水員呼吸高壓氫氣進(jìn)行大深度潛水在預(yù)防高壓神經(jīng)綜合癥方面有明顯優(yōu)點(diǎn)。潛水員長(zhǎng)時(shí)間暴露在25bar氫氣高分壓下是無(wú)害的，酶學(xué)和組織學(xué)血液分析數(shù)據(jù)顯示，整個(gè)高壓氫氣暴露過(guò)程和結(jié)束后1周都沒有明顯變化。

氫氧潛水試驗(yàn)Hydra VI

麻醉氣體的麻醉強(qiáng)度和氣體分壓有關(guān)，例如空氣潛水一般在50米深度會(huì)產(chǎn)生明顯的氮麻醉，到70／75米以上麻醉作用變的非常嚴(yán)重和危險(xiǎn)。如果用氫氣替換氦氣，氣體密度可以降低50%。
為了研究氫氣的麻醉作用，1983年11月法國(guó)COMEX公司進(jìn)行了Hydra VI氫氧潛水試驗(yàn)，分別讓6名氦氧飽和潛水潛水員（3名職業(yè)潛水員3名科學(xué)潛水員）在120、150、180、240和300米深度呼吸氫氧二元和氫氦氧三元混合氣。

圖為300米深度下，對(duì)氫氣的麻醉效應(yīng)進(jìn)行全面分析。

后續(xù)研究

COMEX實(shí)施的HYDRA XII實(shí)驗(yàn)，深度為210 m，潛水員在此深度下進(jìn)行28次潛水，其中4次為氦氧潛水，4次為氫氦氧潛水。每次潛水持續(xù)2~6 h，呼吸氫氧混合氣時(shí)，潛水員思維分析能力和作業(yè)能力均正常。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在中或大深度潛水中氫是一種最佳呼吸介質(zhì)。
1988年2月，COMEX公司在地中海進(jìn)行了HYDRA VIII現(xiàn)場(chǎng)氫氧混合氣飽和潛水實(shí)驗(yàn)。6名潛水員參加。2月21日開始加壓，28日到達(dá)520 m深度，此后5~6 d，6名潛水員分別在520 m海底進(jìn)行了多次潛水作業(yè)實(shí)驗(yàn)。
1989年9月，COMEX公司又進(jìn)行了HYDRA IX 300 m停留14 d氫氧飽和潛水模擬實(shí)驗(yàn)。
20世紀(jì)90年代，COMEX公司又相繼進(jìn)行了680 m飽和巡潛701 m(HYDRA X)和750 m (HYDRA XI)人體模擬氫氧飽和潛水實(shí)驗(yàn)，750 m是目前人類高壓暴露的最大深度記錄。

總結(jié)

這些前沿的科技研究，美國(guó)和法國(guó)在這方面比較領(lǐng)先。人類氫氣潛水實(shí)驗(yàn)是氫氣對(duì)人體安全最鐵的證據(jù)。正因?yàn)闅錃鈱?duì)人體安全，也使得氫醫(yī)學(xué)備受重視，甚至被認(rèn)為會(huì)改寫現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生模式，或?qū)θ祟惤】祹?lái)革命性影響。

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