Нитрокс: состав и применение в дайвинге¶

Нитрокс (от англ. nitrox, сокр. от nitrogen и oxygen) — дыхательная газовая смесь, состоящая из азота и кислорода, в которой содержание кислорода превышает 21 % (его долю в атмосферном воздухе). В дайвинге нитрокс также называют Enriched Air Nitrox (EANx) или обогащённым воздухом. Применение этой смеси позволяет увеличить время безопасного пребывания под водой на средних глубинах за счёт снижения парциального давления азота, однако требует специальной подготовки и соблюдения мер предосторожности из-за повышенной кислородной токсичности.

¶Историческая справка

Идея использования обогащённых кислородом смесей для дыхания возникла задолго до появления акваланга. Ещё в конце XIX века английский физиолог Джон Холдейн исследовал влияние кислорода под давлением на организм. В 1930-х годах ВМС США экспериментировали с кислородно-азотными смесями для глубоководных спусков. Активное применение нитрокса в recreational-дайвинге началось в 1980-х годах, когда американские инструкторы, в частности Дик Рутковски, начали продвигать идею «безопасных» смесей для любителей. Первые курсы по нитроксу появились в конце десятилетия, а в 1990-х годах организация PADI ввела отдельную специализацию Enriched Air Diver. С тех пор нитрокс стал стандартным инструментом как для технического, так и для спортивного дайвинга.

¶Состав и обозначения

Нитрокс представляет собой бинарную смесь азота (N₂) и кислорода (O₂). Стандартный воздух содержит примерно 21 % кислорода и 79 % азота; в нитроксе доля кислорода варьируется обычно от 22 % до 40 %. Наиболее распространённые смеси:

• EANx32 (Nitrox I) — 32 % кислорода;
• EANx36 (Nitrox II) — 36 % кислорода;
• EANx40 — 40 % кислорода (часто используется в техническом дайвинге).

Обозначение EANx расшифровывается как Enriched Air Nitrox, где «x» указывает на фактический процент кислорода. Смеси с содержанием кислорода более 40 % редко применяются в любительском дайвинге из-за высокого риска кислородного отравления и требуют специального оборудования.

¶Физиологические основы применения

Главная причина использования нитрокса — снижение доли азота во вдыхаемой смеси. При погружении на глубину парциальное давление азота растёт, что приводит к его накоплению в тканях организма. При всплытии избыточный азот должен выводиться через лёгкие; если всплытие слишком быстрое, образуются пузырьки газа, вызывающие декомпрессионную болезнь («кессонку»). Уменьшая процент азота в смеси, дайвер снижает его парциальное давление на любой глубине, что позволяет:

• увеличить время пребывания на дне без декомпрессионных остановок (так называемое «бездекомпрессионное время»);
• сократить продолжительность декомпрессионных остановок при технических погружениях;
• уменьшить утомляемость после погружения.

Однако обратной стороной является повышенное парциальное давление кислорода. На глубине более 30 метров при использовании EANx32 парциальное давление кислорода превышает 1,4 ата — порог, рекомендованный большинством дайверских организаций как максимально безопасный. Превышение этого предела ведёт к кислородному отравлению (гипероксии), проявляющемуся судорогами, потерей сознания и, при отсутствии помощи, гибелью под водой.

¶Оборудование и подготовка

Использование нитрокса требует специальной подготовки как дайвера, так и его снаряжения. Баллоны для нитрокса маркируются специальной наклейкой с указанием процентного содержания кислорода и даты анализа; часто они окрашиваются в зелёный цвет или имеют зелёную полосу. Кислород агрессивен по отношению к некоторым материалам, поэтому внутренние поверхности баллонов и редукторов должны быть очищены от масел и жиров — их попадание в кислородную среду может вызвать возгорание.

Дайвер, планирующий погружение на нитроксе, обязан:

• проанализировать смесь перед погружением с помощью электронного анализатора;
• рассчитать максимальную рабочую глубину (MOD) исходя из процентного содержания кислорода;
• вести личный журнал погружений с учётом кислородной нагрузки.

Современные компьютеры для дайвинга поддерживают режим нитрокса и автоматически пересчитывают декомпрессионные лимиты.

¶Способы получения

Нитрокс получают двумя основными способами. Первый — смешивание чистого кислорода с воздухом в баллоне до нужной пропорции. Второй — мембранное разделение воздуха, при котором через специальные полупроницаемые мембраны пропускается сжатый воздух; кислород и азот проходят через них с разной скоростью, что позволяет получить смесь с заданным содержанием кислорода. Третий способ — адсорбционный (PSA), основанный на поглощении азота молекулярными ситами. Профессиональные дайв-центры обычно используют компрессорные станции с мембранной технологией, обеспечивающие стабильное качество смеси.

¶Риски и ограничения

Помимо кислородного отравления, нитрокс создаёт ряд дополнительных рисков:

• Ошибочный анализ смеси — если дайвер перепутал баллоны или не проверил состав, последствия могут быть фатальными.
• Гипоксия при использовании смесей с пониженным содержанием кислорода (гипоксические тримиксы) — к нитроксу это не относится, но путаница в маркировке возможна.
• Повышенная пожароопасность при заправке и хранении баллонов с высоким содержанием кислорода.
• Необходимость учёта кислородной нагрузки при повторных погружениях в течение дня: превышение суточной дозы кислорода (CNS-фактора) увеличивает риск отравления.

По этой причине курсы по нитроксу обязательны для всех дайверов, желающих использовать обогащённый воздух. Обучение включает теоретические занятия, практику анализа смеси и настройки оборудования.

¶Применение в смежных областях

Нитрокс используется не только в рекреационном дайвинге. В техническом дайвинге он применяется для декомпрессионных остановок на небольших глубинах, где высокое содержание кислорода ускоряет выведение азота из тканей. Смеси с повышенным содержанием кислорода также используются в военно-морском деле, водолазных работах и в медицине (оксигенотерапия под давлением — барокамеры). В промышленности нитрокс может применяться для создания контролируемой атмосферы при хранении продуктов, хотя в этой сфере чаще используют чистый азот.

¶Заключительные замечания

Нитрокс — значимое достижение в области подводного плавания, позволившее сделать погружения более безопасными и комфортными. Его применение требует дисциплины, знаний и специального снаряжения, но при соблюдении всех правил даёт дайверу ощутимое увеличение времени под водой и снижение утомления. Технологии получения и анализа смесей продолжают совершенствоваться, расширяя границы доступных глубин и продолжительности погружений.