飽和潛水最漫長的海底探險

王東梅

一艘船的甲板上裝載著幾個古怪的圓筒，停留在深海水面，兩條長長的“繩索”通向海底深處。控制室內不時傳來聲聲“鴨叫”，難道這艘船在搞“海底放鴨”？當然不是。這是潛水員正在海底進行飽和潛水作業，也許他們正在緊張地修補破損的海底輸油管呢！

潛水，對大家來說并不陌生。古代勞動人民早就利用屏氣的方式潛入水中，捕魚捉蟹，采集珍珠、珊瑚。勇敢的士兵也曾利用簡陋的通氣管夜行偷渡，奇襲敵營。近代，打撈沉船，探索海底，潛水活動更為頻繁。那么“飽和潛水”與以往的普通潛水有什么區別呢？或許先揭開“鴨叫”之謎，會有助于我們對這個問題的理解。

原來，氦氧混合劑在這里開了一個小小的玩笑。進行飽和潛水的潛水員在水下呼吸的不是普通的空氣，而是一種按比例混合而成的混合氣體。氦氧混合劑是當今深潛時供潛水員呼吸用的最佳混合氣體。在這種混合劑中，氦氣含量高達98%，而氧氣只占2%。氦是一種惰性氣體，它是除氫以外最輕的氣體。正是由于吸入了氦氣導致潛水員與母船通信時出現語音失真。

聲音在不同的氣體中傳播速度是不同的。一般說來，在相同溫度下，越輕的氣體傳聲越快。例如，同樣在0℃條件下，空氣中的聲速為332米/秒，氫氣中的為1286米/秒，而在氦氣中為971米/秒（約為空氣中的三倍）。使用氦氧作呼吸劑的潛水員，在海底說話的聲音相當于在氦氣中傳播，顯然要比在空氣中快得多。這就好比以正常速度錄制的錄音帶，用快速放送，其聲音便會失真，變得滑稽可笑，甚至難以理解。這種“鴨叫”似的潛水員語言，必須使用一種專門的“電子譯語器”減慢聲速，把含糊不清的語言翻譯過來，才能讓其他人理解。我們破解了“鴨叫”之謎，接下來就對飽和潛水一探究竟吧！

氦氧—深潛員的命根子

生命起源于海洋，但是作為陸地生物的人類，卻不能像魚一樣在水中自由地呼吸。人類本身的生理機能限制了人在水中的活動能力，特別是生命攸關的呼吸功能在水中完全無法施展。

潛水員下潛都會身背氧氣瓶，但氧氣卻有潛在危險，氧中毒是潛水員面臨的主要風險。水底的壓力高于地面，潛水員帶上潛水器具下潛時，其呼吸的混合氣的氣壓也需相應增加，以達到體內外壓力平衡。每下潛10米，約需增加一個大氣壓，例如，潛水員在30米深度所呼吸的空氣壓力，需3倍于水面的空氣壓力。由于在這個深度受壓縮的空氣中所含的空氣分子數目3倍于水面，潛水員呼吸的氧氣量也3倍于正常分量。潛水員如果長時間呼吸這種含氧特別豐富的混合氣體，就會發生氧中毒，其癥狀是暈眩、惡心和抽筋。因此潛水員所用的呼吸劑中，必須含有很大比例的惰性氣體，以便將氧稀釋。氦就是用于這一目的的一種惰性氣體。由于氦在血液里的溶解度較小，所以用它和氧來組成呼吸劑可以避免氧中毒。“飽和潛水”中“飽和”的概念，實際上是指潛水員體內組織（包括血液）在特定壓力下最大限度地吸收了惰性氣體，體內的氦達到了飽和狀態。大家可能會問，這樣做目的何在？

巧妙安排高壓天地

飽和潛水是20世紀發展起來的技術，可以說是潛水作業上的一個飛躍。飽和潛水技術是當今潛水行業的尖端核心技術，深潛水作業能力強弱是一個國家實力的體現。許多發達國家將飽和潛水技術的研發應用放在與航天技術同等重要的地位。

從理論上講，飽和潛水的潛水員能處在海底的時間是沒有限制的，而且潛水深度也遠遠超過一般潛水。然而，實施飽和潛水也并非易事，它需要一整套復雜的設備和一批訓練有素的專業人員。

飽和潛水有一套圓筒形的設備系統，是多種設備和各類專業人員的有機組合。圓筒內外近在咫尺，但卻是壓力懸殊的兩個世界。圓筒分別充當潛水員居住、更衣、過渡、加壓、減壓、下潛準備等用的艙室，并可根據工作場地的大小、任務的繁簡、潛水人員的多寡酌情增減和組合。

潛水人員的生活艙設有床鋪和衛生間，用于倒班休息。與其他艙室一樣，它是一個充滿混合氣體的高壓環境。更衣艙是潛水員倒班前后，更換潛水衣、頭盔的場所。過渡艙是潛水人員從外部一個大氣壓的環境進入筒內高壓世界的中間環節。凡進出壓力艙的人員，都得經歷加壓和減壓程序。壓力艙還有一個被稱作醫療閘口的小窗口，是用來向艙內傳遞食物及其他一些小物品的。再生系統連續地將艙內吸用過的壓縮混合氣抽出來，除掉二氧化碳、濕氣等，經過處理和加熱后，重新送回壓力艙。而艙內的壓力高低以及環境參數，

例如溫度、濕度、氧氣的分壓、二氧化碳含量等，均由壓力艙近旁的控制室不斷加以調節和控制。生命維護員能通過電視屏幕觀察艙內動態，并且適時地播放音樂和電視節目，供壓力艙內的潛水員放松、娛樂。

飽和潛水的整個工作程序，從潛水人員進入壓力艙開始。潛水員進艙后，艙內壓力逐漸加大，達到他們預定工作深度的海水壓力。例如，工作地點水深300米，其壓力加到略大于30個大氣壓。然后，潛水人員穿戴好潛水衣進入潛水鐘，由潛水鐘操縱員將其徐徐送入海底。與此同時，潛水繩操縱員將潛繩一起送至海底，以供給潛水員最新的呼吸劑、電力和通信線路等。當到達預定工作地點后，打開升降口，潛水員在守鐘人的協助下進入水中，而潛水鐘內由于有混合氣體壓力，所以能擋住海水的進入。守鐘人堅守在鐘內，他的主要任務是管理和監視潛水員呼吸氣體的供應，保證通信通暢以及潛水員的安全。

飽和潛水作業人員可以實行24小時三班倒，每班在水下工作8小時。換班時，潛水鐘由潛水作業母船上的起重機吊起，與裝在母船甲板上的壓力艙連接起來，一旦連接就緒，潛水鐘與壓力艙貫通，潛水人員就可以進入壓力艙內。艙內混合氣體的壓力同他們在海底工作時所受的壓力完全一樣。

由此可見，參加飽和潛水的人員，無論在海底工作，還是在潛水鐘內，或是在壓力艙內休息，他們所處的環境壓力是一樣的。由于壓力不變，他們可以反復入水作業，不必每次潛水后進行減壓。只是在整項潛水作業任務完成后（這可能需要幾天或是幾個星期）才進行減壓程序。減壓作用主要是使潛水員體內和血液里的惰性氣體，隨著環境壓力的減低而慢慢地釋放出來，以免引起各類病癥。

飽和潛水的優越性

這種以“生活在高壓下到工作完成才出來”的飽和潛水方式，有很大的優越性。進行普通潛水作業時，潛水員在海底只能工作幾十分鐘，最多幾個小時，就得返回。在返回水面的過程中，要經歷各個減壓階段，得花上4個小時左右。一項需要在水底進行40小時有效工作的工程，如果采用普通的潛水作業，一般得花40多天，要是把氣象和海況等因素所造成的時間耽擱計算在內，那么，所需的時間會更長。而同樣一項工程，若采用飽和潛水作業，則潛水員只要連續工作即可完成。而且整個工程完畢后，還可在壓力艙內進行安全減壓，既舒服又有醫生照顧。當然減壓時間是相當漫長的。根據美國的實驗表明，飽和潛水后的減壓時間，平均每下潛一英尺（約0.3米）需10分鐘。如果下潛300米，減壓時間需7天左右，有時為了安全起見，可能更長些。但由于潛水任務已完成，故減壓程序可在潛水作業母船返航的途中進行，這大大縮短了母船在工作海域停留的時間。

由于飽和潛水具有突出的優點，今后將會得到更大的發展，使用范圍也會越來越廣，例如，進行海底油田設施的檢查，海底管道的連接、切割、水下焊接，打撈沉船，水產養殖，科學考察等。總之，飽和潛水使潛水員或科學家有可能在“重重壓力”下生活幾個星期甚至幾個月，為完成深潛任務和科學探索提供了更為有利的條件。