1、潜水 的 历史及基础知识 Basic understandings in diving,赵心亮 北京大学医学遗传学系/北京大学潜水协会,What is 潜水,“The practice of swimming underwater” 即，在水下的游泳过程。 目的：游玩、工作、体育竞技。,为什么要潜水,地球表面70%是海洋 我们对海洋了解甚少 完全失重 类似阿凡达的全新体验 减压 结交新朋友,潜水员的生活,本节课内容,人类深海探索历程 闭气潜水 呼吸管潜水 潜水钟 排气泵潜水 水肺潜水 密闭式潜水,水的理化性质 比热容、热传导 光：折射、波长吸收 水中音速 浮力 阻力 压强,气体的理化性质 体积
2、、压强、温度的关系 惰性 气体在机体内的溶解 气体溶解的饱和/析出,人类深海探索历程：,1. 闭气潜水 公元前1100年（约） 至今 记录：深度100m, 时间9min,人类深海探索历程：,2.呼吸管潜水 （浮潜）,人类深海探索历程：,3. 潜水钟潜水,人类深海探索历程：,4. 排气泵潜水,人类深海探索历程,5. 水肺潜水 - SCUBA diving （self-contained underwater breathing apparatus）,人类深海探索历程,6. 密闭式潜水 （抗压潜水服， pressure suit）,气体的理化性质,气体成分： 空气 = 氧气21% + 氮气78%
3、+ 稀有气体0.939% + 二氧化碳0.031% 稀有气体 =氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn,气体的理化性质,光： 直线传播； 速度：300k千米/秒 声： 340米/秒 比热容：1.4kJ/(kg K) 可被压缩,气体的理化性质,水的密度： 995.65kg/m3 (淡水，30摄氏度）； 1030kg/m3(海水，30摄氏度）,气体的理化性质,气体的理化性质,空气的成分： 氧气，由血红蛋白运送，可被机体利用，生理活性。 CO2，代谢生成物，体液溶解度较高，排出速度快。 氮气，体液溶解度低，生理惰性。导致减压病的元凶。 减压病发生的原因：生理惰性气体溶解在体液中的量随着潜水的
4、深度和时间而增加。当完成潜水，上升或回到水面时，气体会从体液中释放出来，血液中出现大量的气泡。使人产生不适。 不饱和潜水：在体内的生理惰性气体尚未达到溶解饱和即结束的潜水。 饱和潜水：体内惰性气体在潜水过程中已经达到或超过溶解饱和的潜水。,减压病,减压病（Decompression sickness）即减压症，俗称潜水夫病或沉箱病。 因周围压力降低(如潜水上升，出沉箱或高压舱，或上升到高海拔区)，促使溶解于血液或组织中的气体形成气泡所致的疾病，其常见的特征为疼痛和/或神经系统症状。 减压病是由于高压环境作业后减压不当，体内原已溶解的气体超过了过饱和界限，在血管内外及组织中形成气泡所致的全身性疾
5、病。在减压后短时间内或减压过程中发病者为急性减压病。主要发生于股骨、肱骨和胫骨，缓慢演变的缺血性骨或骨关节损害为减压性骨坏死。,减压病,减压病,防止减压病,水对人体的挤压,水的理化性质,光速：225000km/s，所以折射 声速：1500m/s,水的理化性质,在水下看到的物体比在空气中要大,水的理化性质,密度：1g/cm 淡水： 普通海水：1.025 g/cm 死海： 1.25-1.29 g/cm,水的理化性质,比热容： 水： 4.210 J/（kg) 空气：1.6-1.7 10 J/（kg) 导热系数： 水： 0.62 w/mk 30 空气： 0.0262 w/mk 300K,水的理化性质,
6、水对光线的吸收,水的理化性质,水的理化性质,水中的声音： 声速：=4 x 空气,所以 在水中声音传播距离更远 在水中难以辨别声音来源,潜水的分类,非饱和潜水简介 休闲潜水,Recreational Diving,休闲潜水,特 点： 安全 技术要求低 身体要求低 可以欣赏90%水下美景 深度限制 40m 享受服务,潜水组织,休闲潜水使用的气体,压缩空气,高氧（40%O221%),休闲潜水使用的调节器,开放式调节器,休闲潜水的等级 （Scuba School Int.),休闲潜水的等级 （Scuba School Int.),休闲潜水中能体验什么,休闲潜水中能体验什么,休闲潜水中能体验什么,休闲潜
7、水中能体验什么,闭气潜水, 相对较为危险：溺水、BO 每日训练 节食 竞技项目 有无配重 有无蛙鞋 水平、深度,饱和潜水简介,技术潜水：探索、体验 战术潜水：军事目的 商业潜水：水下作业,技术潜水,时间长、深度大、温度低、能见度较好、超饱和、强度低 气体：,WUD 潜水等级体系,技术潜水所使用的气体,压缩空气 高氧 纯氧 氦气,技术潜水所使用的调节器,开放式调节器 封闭式调节器/半封闭式调节器,技术潜水所使用的调节器,封闭式调节器/半封闭式调节器 原理：二氧化碳吸收，其他气体重新利用 优势：没泡泡 缺点：贵，贵，贵 相关伤害：外伤（因为没泡泡，被船撞）、呼吸道灼伤（二氧化碳吸附剂泄露）、窒息（传感或计算系统失灵）,商业潜水,时间长、深度（无所谓）、温度（无所谓）、能见度（无所谓）、超饱和、强度（纯体力劳动，你说呢？）,封闭耐压潜水器潜水,超饱和潜水的减压保障,开放式潜水钟（平台）,超饱和潜水的减压保障,封闭式潜水钟（减压舱）,WHY 手动排氦？,潜水医学课程安排,考核方式： 随堂考试（4次）+论文（1篇）,Thank you ！,
