飽和艙內溫濕度對潛水員的影響及控制措施探討

付國舉，廖昌波，馮 磊，張 民，陳海庭，于國龍

飽和艙是飽和潛水過程中潛水員生活、休息和進行巡潛作業(yè)準備的場所，艙內環(huán)境的各種參數與潛水員身體健康和工作密切相關，如壓力、混合氣體成分、艙內溫度、濕度以及噪聲等。其中，溫度和濕度直接影響潛水員的健康和作業(yè)能力，保持艙內適宜的溫度和濕度是飽和潛水環(huán)境控制操作的重要內容。

1 飽和艙內溫度、濕度環(huán)境對潛水員的影響

根據飽和潛水使用的氣體不同，艙內的適宜溫度、濕度范圍也有所不同。如氮氧飽和潛水的艙內適宜溫度為20～26℃，氦氧飽和潛水艙內適宜溫度則為30～32℃。濕度一般均要求控制在50% ～70%較為適宜［1］，超過這一范圍，處于氦氧環(huán)境中，潛水員的不適感更強。艙內溫度、濕度對潛水員的影響主要集中在以下幾個方面。

1.1 對潛水員體感的影響增強 在高氣壓環(huán)境中，熱傳導和對流增強，熱蒸發(fā)減弱，加之飽和艙內潛水員一般穿著較少，體表與環(huán)境直接接觸，對環(huán)境溫度、濕度變化的敏感程度顯著增強，從而極易引發(fā)身體對超出舒適度范圍的溫度、濕度的不適感。如果艙內溫度長時間偏高或偏低，機體為對抗環(huán)境不適而加劇體能消耗，如不能及時得到緩解即會引發(fā)身體病理性反應。在氦氧飽和潛水過程中，當環(huán)境溫度下降時，呼吸氦氧混合氣時氧的消耗量比呼吸空氣增大，機體對熱散失的反應加劇。同時，由于氦氣的導熱系數是空氣的6.18倍，人體適宜溫度范圍明顯變窄，使得潛水員對冷、熱和潮濕的感覺更加敏感［2］。

1.2 潛水員易發(fā)皮膚、外耳道及呼吸道感染 在飽和艙內密閉不見陽光的環(huán)境中，潛水員體感舒適的溫度、濕度下特別適宜細菌等微生物的生長。如2010年海軍醫(yī)學研究所進行的模擬480 m氦氧飽和潛水實驗中，潛水員進艙第2天艙內微生物即超過污染限度，第3天達到生長濃度高峰，隨后維持較高的濃度波動生長，超過國家適居標準的3.9～8.4倍［3］。在這樣的環(huán)境條件下，潛水員皮膚、呼吸道黏膜和外耳道感染率增高，通常是細菌和霉菌的混合感染，對潛水員健康造成較大影響［4］。進行大深度、長時間的飽和潛水時，應將濕度控制在舒適范圍的下限，并盡量保持潛水員皮膚及易感染部位的干燥。

1.3 對潛水員巡潛作業(yè)造成直接影響 進行巡潛作業(yè)時，潛水員頻繁著裝、卸裝，身體直接暴露在艙內，體表熱傳導加快。如果過渡艙內溫度偏低，體表散熱過快，易導致潛水員輕度感冒發(fā)生，引發(fā)咽鼓管不通或鼻塞，造成無法進行巡潛作業(yè)。如果艙內溫度偏高，潛水員著裝時容易出汗或體表溫度升高，直接進入水中后，體表溫差大，易引起潛水員水下寒戰(zhàn)、發(fā)抖等，影響水下作業(yè)能力和身體健康。有時寒戰(zhàn)和發(fā)抖會導致潛水員呼吸頻率和吸氣幅度急劇變化，影響潛水裝具使用安全，引發(fā)潛水事故。

2 國內外部分飽和潛水艙內溫度、濕度控制及對潛水員的影響比較

世界各國在開展飽和潛水過程中都非常重視飽和艙內溫度、濕度指標的控制，特別是飽和潛水發(fā)展初期，大多采用水下加壓艙，水下環(huán)境對艙內溫、濕度影響更加明顯，對控制的措施及其有效性要求也就更高。國內外幾次大型飽和潛水中飽和艙內溫度、濕度情況見表1［5］。

表1 國內外部分飽和潛水艙內溫度、濕度情況

上述飽和潛水活動中，海底實驗室Ⅱ號、泰克蒂脫Ⅰ號和勘察一號200 m實驗艙內溫度、濕度控制較好，未對潛水員造成不利影響?？辈煲惶?00 m實驗高壓停留過程中，雖然艙內細菌落總數比進艙前平均高出2520株/m2，但由于溫度、濕度控制較好，加之潛水員未進行水下巡潛，潛水員未出現皮膚感染等情況。但大陸架Ⅱ號實驗中，居住艙分上、下2個艙，下艙的溫度平均為33～34℃，高于正常要求，2個艙的濕度均接近100%。整個過程中，潛水員痱子、癤子、濕疹、化膿性皮炎、彌散性外耳道炎癥的發(fā)病率超過90%，對潛水員身體健康造成了較大影響［5］。

模擬65 m氦氧飽和潛水實驗在飽和深度下居住停留24 h的溫度變化曲線見圖1。從居住艙內溫度變化曲線可以看出，艙內最高溫度雖然能夠達到實驗要求，但達標時間點較少，大部分時間內均低于舒適溫度的范圍。根據潛水員反映要求，夜間每人加蓋2條毛巾被以增加保暖，但由于艙內濕度超過83%，毛巾被潮氣較重，潛水員睡眠質量仍然受到了影響。巡潛過程中，潛水員也反映了過渡艙溫度較低引起的不適，由于巡潛時間較短和巡潛次數較少，未對潛水員身體健康造成重大影響，但隨著時間持續(xù)，這種影響必然會加劇。

圖1 模擬65 m氦氧飽和潛水艙內24 h溫度變化曲線

3 飽和艙內溫度、濕度的有效控制

為保證潛水員在艙內正常生活和開展巡潛作業(yè)等工作，應根據飽和潛水醫(yī)學保障的要求，采取相應措施對飽和艙內溫、濕度環(huán)境進行有效控制，降低對潛水員的不利影響。

3.1 提高設備性能 飽和潛水系統(tǒng)環(huán)境控制機電設備的性能是決定飽和艙溫度、濕度控制效果的最重要因素。實踐證明，環(huán)控設備的性能應當在滿足飽和潛水系統(tǒng)極端工作環(huán)境和最大負荷要求的基礎上提高25%的冗余量。如配置除濕冷凝盤管時，必須能夠滿足艙內潛水員連續(xù)巡潛和熱水淋浴的情況下的濕度控制要求。而在環(huán)境溫度低于10℃時，由于管路熱損耗嚴重，只能按照最高水溫的75%決定熱交換器的流量和散熱面積。模擬65 m飽和潛水實驗過程中，飽和艙內溫度偏低的主要原因就在于熱交換器性能不能滿足要求。經過擴大熱交換器盤管內徑，改進排列方式，增加蒸發(fā)器散熱片數量等措施，提高了設備性能，控溫效果大大增強。后續(xù)兩個實驗階段中，艙內溫度始終處于適宜的范圍內。

3.2 綜合運用控溫除濕手段 飽和艙的溫度與濕度控制存在著非常密切的關聯。除濕大多是通過冷凝方式實現的，開啟除濕設備時一般也會相應使艙內溫度迅速下降，為保持艙內溫度的變化平穩(wěn)，除濕操作一般應間斷進行，并同時提高溫控循環(huán)水的溫度以降低除濕對艙溫的影響。模擬65 m氦氧飽和潛水實驗中，潛水員淋浴后溫度、濕度同時大幅上升，盡管設備滿負荷運轉，但短時間內濕度降低不明顯，溫度控制也不穩(wěn)定［6］，通過在實踐中積累操作經驗，最后一個階段中，艙內溫度和濕度都得到了有效控制。由于溫度對潛水員的影響更加明顯，因此，在溫度和濕度控制出現沖突時，一般應優(yōu)先保證將溫度控制在要求范圍內。

3.3 正確選擇溫度、濕度控制設備的運轉時機 目前，飽和艙內溫度控制一般都采用冷熱水循環(huán)式艙溫調節(jié)裝置，需要提前啟動制冷機和水箱內電加熱器，溫度控制難度大，精確度較差［7］。冷凝除濕盤管靠近艙底，溫度、濕度調控產生效果都需要一個過程，實際工作中經常出現溫度、濕度調控滯后的情況，需要根據監(jiān)控數據，估算設備運轉的提前量，合理選擇控制設備的運轉時機。這對環(huán)控設備操作人員的技術水平和工作經驗提出了很高的要求，需要根據設備性能在實踐中積累經驗。

3.4 合理安排潛水員的工作、生活 合理安排潛水員與艙內溫度、濕度變化關聯密切的活動，對于飽和艙內溫度、濕度的控制具有明顯的作用。一是要規(guī)范潛水員生活起居。潛水員洗浴、洗漱等用水量多的時段，艙內濕度會迅速升高，應在滿足生活需求的情況下盡量減少次數和用水時間，增加潛水員用水間隔時間，以利于艙內濕度的平穩(wěn)控制。二是要提高巡潛效率。巡潛作業(yè)時，過渡艙與潛水鐘之間氣體流通會加快艙內熱量散失，潛水員出水后潛水服及裝具表面的水蒸發(fā)會增加艙內濕度。要通過縮短潛水員著、卸裝時間和合理調配巡潛人數等提高巡潛效率，降低對艙內溫度、濕度的影響。同時，進行巡潛時應當提高設備運轉荷載，避免溫度波動過大影響潛水員作業(yè)。三是根據潛水員的作息及時調整溫度、濕度控制時機。潛水員進行巡潛或艙內活動較多時，應根據實際情況加強溫度、濕度調控，以確保滿足艙內環(huán)境要求。而在夜間休息時，潛水員保暖較好，可適當降低艙溫優(yōu)先滿足除濕要求，降低設備運轉負荷。

［1］ 陶恒沂.潛水醫(yī)學［M］.北京:高等教育出版社，2005:207.

［2］ 龔錦涵.潛水醫(yī)學［M］，北京:人民軍醫(yī)出版社，1985:459-462.

［3］ 陳雙紅，陳銳勇，肖存杰，等.模擬480 m氦氧飽和潛水實驗艙微生物污染監(jiān)測及評價研究［J］.中華航海醫(yī)學與高氣壓醫(yī)學雜志，2012，19(2):73.

［4］ 楊德恭.科學技術潛水手冊［M］.北京:海洋出版社，1985:421-425.

［5］ 龔錦涵.現場飽和潛水實例介紹［J］.國外海軍軍事醫(yī)學，1977，13:60-71.

［6］ 馮磊，張民，張劍，等.模擬480 m氦氧飽和－493 m巡回潛水實驗研究的設備保障［J］.中華航海醫(yī)學與高氣壓醫(yī)學雜志，2011，18(6):329.

［7］ 俞海泉.醫(yī)用加壓系統(tǒng)［M］.北京:海洋出版社，1996:350.