氢气安全性铁证:人类潜水试验 浏览:250 | 发布:2018/12/14 | 作者:孙学军 | 标签:
氢气的人体安全性比有效性更确定,是早就有非常明确的证据——就是人类氢气潜水实验。”
01人类氢氧潜水医学实验
开展氢氧潜水试验最早和最多的机构是法国COMEX公司,主要是上世纪80年代,该公司为了配合海上石油开采,建立更好的潜水技术,考虑到氢气用于潜水的优势开展了这一研究。先后进行了大量动物和人体试验,由安全性、医学生理学和潜水设备研制等三部分组成。

这一系列HYDRA III~VII的模拟实验,是从75~90米氢氧常规潜水到520米氢氧饱和潜水。其中,HYDRA V首次用氢进行4.6 MPa饱和潜水,潜水员完成了机械连接、水下切割和操作等潜水作业任务。用最明确确定的证据证明氢气对人体的安全性。Hydra V Hydrogen Experimental Dive to 450 Meters。
这是1986年在美国得克萨斯休斯顿召开的第18届海上技术会议论文。


02潜水实验HYDRA III~IV
为配合海上油田工业,法国COMEX公司在海上和马赛高压研究中心实验室开展大深度氢氧潜水人体试验研究。

HydraIII,1983年6月,潜水深度为75米和91米。
HydraVI,1983年11月,舱内潜水深度为120、150、180、240和300米。
HydraV,1985年5-6月,舱内饱和深度450米。

这些试验的成功给氢气在潜水医学技术中的应用奠定了重要基础。


03氢气潜水的安全性研究
氢气作为一种爆炸气体,物理安全性是及其重要的内容,文章也专门进行了描述。空气中氢气可以爆炸燃烧的浓度是4%-74.5%。氧气环境下,4%-94%。Hydra V试验前,研究小组已经对氢气在三种气体混合情况高压下燃烧极限浓度进行了分析。

当氧气浓度低于4.4%,750米以下深度都不会发生燃烧。也就是说这种氧气浓度情况下,氢气浓度无论多少都不会燃烧。为了保证安全,试验将这种安全度近一步提高,规定在使用氢气时氧气浓度不超过2%。在整个减压过程,氢气浓度不超过4%。
最终试验结果表明,在技术上非常成功。在生物医学方面,潜水员呼吸高压氢气进行大深度潜水在预防高压神经综合症方面有明显优点。潜水员长时间暴露在25bar氢气高分压下是无害的,酶学和组织学血液分析数据显示,整个高压氢气暴露过程和结束后1周都没有明显变化。


04氢氧潜水试验Hydra VI
麻醉气体的麻醉强度和气体分压有关,例如空气潜水一般在50米深度会产生明显的氮麻醉,到70/75米以上麻醉作用变的非常严重和危险。如果用氢气替换氦气,气体密度可以降低50%。

为了研究氢气的麻醉作用,1983年11月法国COMEX公司进行了Hydra VI氢氧潜水试验,分别让6名氦氧饱和潜水潜水员(3名职业潜水员3名科学潜水员)在120、150、180、240和300米深度呼吸氢氧二元和氢氦氧三元混合气。
图为300米深度下,对氢气的麻醉效应进行全面分析。


05后续研究COMEX实施的HYDRA XII实验,深度为210 m,潜水员在此深度下进行28次潜水,其中4次为氦氧潜水,4次为氢氦氧潜水。每次潜水持续2~6 h,呼吸氢氧混合气时,潜水员思维分析能力和作业能力均正常。实验结果证明,在中或大深度潜水中氢是一种最佳呼吸介质。

1988年2月,COMEX公司在地中海进行了HYDRA VIII现场氢氧混合气饱和潜水实验。6名潜水员参加。2月21日开始加压,28日到达520 m深度,此后5~6 d,6名潜水员分别在520 m海底进行了多次潜水作业实验。

1989年9月,COMEX公司又进行了HYDRA IX 300 m停留14 d氢氧饱和潜水模拟实验。

20世纪90年代,COMEX公司又相继进行了680 m饱和巡潜701 m(HYDRA X)和750 m (HYDRA XI)人体模拟氢氧饱和潜水实验,750 m是目前人类高压暴露的最大深度记录。

06总结
这些前沿的科技研究,美国和法国在这方面比较领先。人类氢气潜水实验是氢气对人体安全最铁的证据。正因为氢气对人体安全,也使得氢医学备受重视,甚至被认为会改写现代医疗卫生模式,或对人类健康带来革命性影响。

氢氧潜水医学文献
Gortan C , Delauze H G . Hydra VHydrogen Experimental Dive To 450 Meters[M]. Offshore Technology Conference,1986.
Ciesielski T , Imbert J . HydrogenOffshore Diving to a Depth of 530 m: Hydra VIII[C] Offshore TechnologyConference, 1989.
Fontanari P , Badier M , Guillot C , etal. Changes in maximal performance of inspiratory and skeletal muscles duringand after the 7.1-MPaHydra 10recordhuman dive[J]. European Journal of Applied Physiology,2000,81(4):325-328.