PODSTAWY NURKOWANIA TECHNICZNEGO
CZYLI NITROX DLA POCZĄTKUJĄCYCH

 NITROX-, czyli mieszaninia oddechowa dzięki użyciu, której będziemy mogli zacząć nurkować „ inaczej „ niż pozwalają na to standardy nurkowania rekreacyjnego z użyciem powietrza. NITROX otwiera nam „drzwi„ do tzw. nurkowań technicznych obojętnie czy będziemy chcieli nurkować głęboko z użyciem innych mieszanin oddechowych czy też z użyciem rebreatherów. Dlatego tak ważne jest solidne poznanie jego podstaw, na które serdecznie państwa zapraszam.

NITROX - CZYM TAK NAPRAWDĘ JEST?

Aby odpowiedzieć na powyższe pytanie przypomnijmy sobie, czym tak naprawdę jest powietrze, którego nadal najczęściej używamy jako podstawowego czynnika oddechowego do nurkowań rekreacyjnych.
Tak, więc powietrze to mieszanina następujących gazów 20.95 % tlenu, 78,08 % azotu, 0,03 % dwutlenku węgla oraz innych gazów śladowych takich jak argon, hel, itd. Zawiera również 0,94 % pary wodnej.
Jednak do uproszczenia obliczeń przyjmuje się i zaokrągla zawartość tlenu w powietrzu do 21%, a azotu do 79%. Natomiast NITROX jest niczym innym jak taką samą mieszaniną gazów jak powietrze ( tlen i azot) tylko, że o innym składzie procentowym. Oznacza to, że każda mieszanina o większej zawartości tlenu niż 21 % i mniejszej niż 79 % azotu jest NITROX-em
Nazwa NITROX pochodzi od bezpośredniego zestawienia anglojęzycznych nazw gazów wchodzących w skład tej mieszaniny, czyli azotu NITROGEN oraz tlenu OXYGEN Następnie zawsze! wymienia się procentową zawartość tlenu w mieszaninie, co jak się później okaże jest najbardziej istotną rzeczą przy rozpatrywaniu zagadnień dotyczących NITROXU.
Są to jednak określenia „ potoczne”, ponieważ do oznaczeń „ technicznych” np. na butlach przyjmuje się określenie EANx – ENRICHED AIR NITROX x, czyli powietrze wzbogacone tlenem gdzie x zawsze! oznacza procentową zawartość tlenu w mieszaninie.
Dla przykładu NITROX 33 lub EAN 33 oznacza, że mamy do czynienia z mieszaniną oddechową o zawartości 33 % tlenu i 67 % azotu.
Warto również wspomnieć o rodzajach mieszanin ze względu na procentową zawartość tlenu. Upraszczając mieszanina oddechowa może być:

- hipoksyczna - kiedy zawartość tlenu będzie niższa niż 21 %. Problemy wystąpią, kiedy w mieszaninie będzie mniej niż 16 % tlenu.
- normoksyczna- kiedy zawartość tlenu będzie wynosiła 21 %. Problemy mogą wystąpić tylko przy oddychaniu pod zwiększonym ciśnieniem.
- hiperoksyczna- kiedy zawartość tlenu będzie wyższa niż 21 %. Problemy wystąpią, kiedy w mieszaninie będzie więcej niż 21 % tlenu w zależności od czasu i głębokości nurkowania.

Przy założeniu, że ciśnienie otoczenia na powierzchni wynosi 1 atm. to ciśnienie parcjalne-cząstkowe tlenu PPO₂ ( PARCIAL PRESSURE OXYGEN ) w powietrzu będzie wynosiło 0.21 ata.

Dla przypomnienia, (ata) to ciśnienie absolutne na danej głębokości. Jest to suma ciśnienia atmosferycznego panującego na powierzchni i hydrostatycznego słupa wody.

Dla przykładu na głębokości 30 m ciśnienie absolutne będzie wynosiło 4 ata ( 1 atm. z powierzchni + 3 atm. z wysokości słupa wody).

Zgodnie z tą definicją powietrze może być następującą mieszaniną oddechową:

- hipoksyczną – jeżeli oddychamy nią na wysokości np. w górach gdzie jak wiadomo panuje mniejsze ciśnienie otoczenia. Problemy wystąpią poniżej ciśnienia 0.16 ata
- normoksyczną – jeżeli oddychamy nią w warunkach normobarycznych np. na powierzchni przy ciśnieniu 1 atm.
- hiperoksyczną – jeżeli oddychamy nią pod zwiększonym ciśnieniem np. w trakcie nurkowania.

Należy pamiętać, że mieszanina nitroxowa będzie zawsze mieszaniną hiperoksyczną.

GARŚĆ HISTORII

 

Wbrew powszechnym opinią NITROX nie jest niczym nowym. Już na początku ubiegłego wieku był on znany i stosowany na rynku nurkowań komercyjnych i wojskowych.
Często marynarki wojenne różnych krajów używały go w rebreatherach czyli urządzeniach o zamkniętym obiegu czynnika oddechowego do różnych akcji wywiadowczo-dywersyjnych.
Stosunkowo krótko, bo od połowy lat 80-tych używany jest on w nurkowaniach rekreacyjnych.
Pierwszym krajem, w którym dopuszczono NITROX do nurkowań rekreacyjnych były Stany Zjednoczone, a dokonała tego Narodowa Agencja do Spraw Atmosfery i Oceanu – NOAA
Stało się to w 1985 r., a miłym aspektem tego jest fakt, iż za pioniera i „ ojca chrzestnego „ NITROX-u rekreacyjnego uważa się wieloletniego dyrektora NOAA, Amerykanina polskiego pochodzenia Dicka RUTKOWSKIEGO.
Powstały wtedy pierwsze przepisy oraz program szkoleniowy dopuszczający do użytku wyłącznie dwie standardowe mieszaniny NITROX I i NITROX II, czyli EAN 32 i EAN 36

KORZYŚCI WYNIKAJĄCE Z UŻYCIA NITROXU

Teraz spróbujmy odpowiedzieć sobie na pytanie czy warto „ pakować” się w koszty związane z kursem, jaki trzeba będzie ukończyć, zakupem odpowiedniego sprzętu oraz kosztowniejszym uzyskiem mieszanek NITROX-owych niż powietrza.

Moim zdaniem tak, warto, ponieważ korzyści płynących z użycia NITROX-u jest znacznie więcej od tych wymienionych na początku artykułu, a najważniejsze z nich to:

- wydłużenie czasu nurkowania bezdekompresyjnego
Oczywiście uzależnione jest to od zawartości procentowej gazów składowych w mieszance. Inaczej mówiąc, czym większa zawartość tlenu a co za tym idzie mniejsza azotu tym czas nurkowania bezdekompresyjnego się wydłuża. Wynika to z faktu, że mniejsza ilość azotu w mieszance powoduje dłuższe nasycanie się tkanek do poziomu grożącego dekompresją.

Dla przykładu porównajmy sobie dwa nurkowania jedno z użyciem klasycznego powietrza a drugie nitroxu EAN 36 na tą samą głębokość np. 33m.

W przypadku użycia tablic Bulhmannowskich różnica w czasie nurkowania bezdekompresyjnego będzie wynosiła ponad 15 min.! na korzyść NITROX-u.

Patrz Tabela 1, 2

- krótsza dekompresja
W przypadku jej wystąpienia decydującą rolę odgrywa większa zawartość tlenu, którego im jest więcej tym szybciej „wypłucze” nadmiar azotu z tkanek. Biorąc dla porównania w/w przykład odpowiednio wydłużając czas nurkowania np. do 50 min. spowodujemy skrócenie dekompresji aż o prawie 30 min. !!!
Patrz Tabela 1, 2

- mniejsze zagrożenie chorobą dekompresyjną
W tym przypadku wystarczy podsumować powyższe dwie korzyści, aby otrzymać odpowiedź, że skoro oddychamy mieszanką, w której znajduje się mniej gazu obojętnego to również ryzyko wystąpienia objawów DCS będzie stosunkowo mniejsze.

- mniejsza narkoza azotowa
Tutaj najistotniejszą rolę odgrywa azot, który jako gaz obojętny wywołuje działanie narkotyczne. Inaczej, czym mniejsza zawartość azotu w mieszance tym głębiej możemy zanurkować, osiągając ten sam poziom narkozy, co w przypadku nurkowania z użyciem powietrza. Warto tutaj zaznaczyć, że jak donoszą niektóre źródła również tlen może wywoływać objawy narkotyczne. Dzieje się tak z powodu rozpuszczalności tlenu w tłuszczach - lipidach, ale na tym etapie nie będziemy rozwijać tego tematu.

- zmniejszone zużycie gazu
Często nurkowie pytają mnie czy warto używać NITROX-u skoro mogąc nurkować dłużej i tak nie wystarczy im mieszanki. Odpowiedź brzmi zdecydowanie tak, ponieważ im większa zawartość tlenu w mieszance tym organizm rzadziej daje nam sygnał do wzięcia wdechu, z powodu mniejszej retencji dwutlenku węgla CO₂. Różnica w zużyciu gazu pomiędzy NITROXE-m a powietrzem wynosi o.k. 10 % na korzyść tego pierwszego.

- lepsze samopoczucie po nurkowaniu
Jest to związane bezpośrednio z ograniczeniem tzw. „ subklinicznych - cichych mikropęcherzyków arteryjnych”, które tworzy wysycający się azot. Pęcherzyki te wprawdzie nie wywołują jeszcze bezpośrednich klinicznych objawów choroby dekompresyjnej, ale upośledzają przepływ krwi w centralnym układzie nerwowym mogąc tym samym powodować niekorzystne samopoczucie u płetwonurka.

TABELA NR.1

 

TABELA NR.2

 

 

ZAGROŻENIA ZWIĄZANE Z UŻYCIEM NITROXU

 

Wszyscy doskonale wiemy, że medal ma dwie strony, co w przypadku, NITROX-u doskonale się sprawdza, ponieważ jeżeli występują jakieś korzyści to muszą być również straty. Występują one w postaci zagrożeń, które musimy dobrze poznać, aby móc bezpiecznie nurkować.

Tak naprawdę wyróżnić możemy dwa podstawowe zagrożenia. Pierwsze najważniejsze, a zarazem najbardziej niebezpieczne z nich to:

- toksyczność tlenowa, czyli toksyczne działanie tlenu na CENTRALNY UKŁAD NERWOWY - CNS (CENTRAL NERVOUS SYSTEM) inaczej nazywane przesyceniem, albo zatruciem tlenem w/w układu, postacią mózgową lub efektem Paula-Berta.

Może to w konsekwencji doprowadzić do HIPEROKSJI.
Toksyczność tlenowa może występować w postaci różnych objawów począwszy od zaburzeń układu słuchowego i wzrokowego poprzez drżenie drobnych mięśni twarzy do uczucia mdłości oraz konwulsji.

Objawy te można ująć w jeden wyraz, którego próżno szukać w słowniku i który został stworzony tylko i wyłącznie dla określenia zespołu w/w objawów.

 

 

Każda litera w/w słowa oprócz pierwszych trzech oznacza inny objaw. I tak:

Oprócz w/w objawów nurkowie często mówią o odczuciu „metalicznego” smaku przy oddychaniu mieszaninami nitroxowymi. Jednak dzieje się tak tylko przy zbyt dużym ciśnieniu parcjalnym tlenu.

Wszystkie powyższe objawy wcale nie muszą wystąpić w podanej kolejności, ale mogą wystąpić grupowo.

Wystąpienie objawów toksyczności tlenowej zależy od dwóch czynników - przekroczenia głębokości oraz czasu nurkowania.

Dla określenia ilości zakumulowanego tlenu w organizmie utworzono, tzw. zegar toksyczności tlenowej, czyli specjalną tabele, z której możemy odczytać ile jednostek CNS wyrażoną w % przyjmujemy w określonej jednostce czasu (1 min.) oczywiście w zależności od aktualnego ciśnienia parcjalnego tlenu PPO₂. Patrz Tabela 3

Ciśnienie parcjalne gazu – PPg ( PARCIAL PRESSURE GAS ) w naszym przypadku tlenu, określa nam, jakie jest ciśnienie absolutne - ata tego gazu w zależności od głębokości np.

0.21O₂ x 4 ata = 0.84 PPO₂

Jak wynika z badań naukowych oraz szeroko pojętej praktyki nurkowej maksymalna wartość ciśnienia parcjalnego tlenu – PPO₂ powinna wynosić nie więcej niż 1.6 ata.
Pozwala to zabezpieczyć wszystkich nurków przed wystąpieniem objawów toksyczności tlenowej mózgowej oraz płucnej.
Jednak właściwy dobór PPO₂ powinien być uzależniony od warunków środowiskowych.
Np. w trakcie nurkowań głębokich z długą dekompresją nitroxową lub podczas nurkowań w trudnych warunkach środowiskowych maksymalne PPO₂ powinno wynosić nie więcej niż 1.4 ata.
Jednak najwłaściwsze zalecane PPO₂ dla nurkowań nitroxowych rekreacyjnych wynosi 1.5 ata.
Wynika to z faktu, iż ilość zakumulowanych jednostek CNS przy PPO₂ 1.6 ata wynosi 2.22 % natomiast przy PPO₂ 1.5 ata tylko 0.83 %, a więc prawie trzykrotnie mniej. Patrz Tabela 3.
Umożliwi to nam znaczne wydłużenie czasu nurkowania. Patrz Tabela 4
Maksymalna ilość CNS, jaką możemy przyjąć podczas nurkowania to 100 %, ale zaleca się nie więcej niż 80 %. Jednostki te redukują się po nurkowaniu, o 50% co 1.5 godz.
Jak wynika z powyższych przykładów można nurkować głęboko, a krótko i przyjąć mniej jednostek CNS niż podczas nurkowania płytkiego i długiego.

 

 

TABELA NR.3
JEDNOSTKI TOKSYCZNOŚCI TLENOWEJ CNS

 

 

 

 

 

 

TABELA NR.4
LIMITY EKSPOZYCJI TLENOWYCH NOAA DLA CIŚNIEŃ PARCJALNYCH TLENU

Drugie z zagrożeń to toksyczność płucna występująca jeszcze pod nazwą efektu Lorraine-Smith’a.

Objawy toksyczności płucnej to:
- ból zlokalizowany za mostkiem
- suchy kaszel
- zwiększony wysiłek oddechowy
- brak możliwości zaczerpnięcia pełnego oddechu
- uczucie duszności
- obrzęk płuc

Dla określenia wielkości uszkodzeń tkanki płucnej stworzono tzw. jednostki toksyczności tlenowej płucnej, OTU – OXYGEN TOLERANS UNIT lub równorzędną UPTD – UNIT PULMONARY TOXYCITY DOSE, które to określają nam w specjalnej tabeli ile w/w jednostek przyjmujemy w trakcie 1 min. nurkowania oczywiście również w zależności od aktualnego ciśnienia parcjalnego tlenu PPO2. Jednostki te zastępują nam procenty %. Patrz Tabela 5

 

TABELA NR.5
JEDNOSTKI TOKSYCZNOŚCI TLENOWEJ OTU

 

Przyjęta dawka toksyczności płucnej ma tendencje do kumulowania się. Dlatego podczas kolejnych dni nurkowych nie powinno się przekraczać ustalonych dawek dziennych. Określa to szczegółowo teoria oraz tabela REPEX. Patrz Tabela 6

 

TABELA NR.6
DOZWOLONA ILOŚĆ JEDNOSTEK UPTD PRZY NURKOWANIACH WIELODNIOWYCH

 

Sam proces gojenia się tkanki płucnej jest rozłożony w czasie i uzależniony od ilości nagromadzonej dawki toksyczności płucnej. Dzięki jej obliczeniom można w sposób przybliżony ustalić stopień uszkodzenia tkanki. Stosowanym miernikiem jej aktualnego stanu jest pomiar spirometryczny pojemności życiowej płuc VC – Vital Capasity. Zilustruje to nam dokładnie tabela VC. Patrz Tabela 7

 

TABELA NR.7
TABELA SPADKU POJEMNOŚCI ŻYCIOWEJ PŁUC VC

Na szczęście podczas nurkowań NITROX-owych dawka toksyczności płucnej jest mało realna do przekroczenia. Można ją przekroczyć praktycznie tylko w trakcie leczenia hiperbarycznego. Dlatego przyjęta w trakcie nurkowania ilość jednostek OTU powinna być znana lekarzowi przed przystąpieniem do leczenia hiperbarycznego po wypadku nurkowym.

Podsumowując korzyści oraz zagrożenia związane z oddychaniem mieszankami nitroxowymi, chciałbym uczulić państwa, aby zwracać większą uwagę na zagrożenia występujące ze strony tlenu niż azotu, na który to kładzie się większy nacisk podczas kursów podstawowych.

Mam nadzieje, że powyższe przykłady w sposób wystarczający pokazały nam, co może złego zrobić tlen pod zwiększonym ciśnieniem, jeżeli będzie dawkowany w nieodpowiedni sposób.

Na zakończenie warto wspomnieć o tzw. indywidualnej wrażliwości nurka. Dotyczy ona osób, które mają bardzo małą osobniczą odporność na zwiększoną zawartość tlenu w mieszaninie oddechowej i oddychanie nią pod zwiększonym ciśnieniem.

Najlepszą metodą na wykrycie takich osób jest test tolerancji tlenowej, który przeprowadza się w specjalnej wysokociśnieniowej komorze gdzie przez cały czas monitoruje się stan pacjenta. Nurek najpierw zostaje sprężony do ciśnienia 2.8 ata odpowiadające 18 m głębokości oddychając przez cały czas powietrzem, a następnie oddycha przez 30 min. czystym tlenem.
Jeżeli przez ten czas nie wystąpią żadne objawy ze strony centralnego układu nerwowego wynik testu uznaje się za pozytywny.

Jednak chciałbym przestrzec przed traktowaniem tego testu jako naszą indywidualną - osobniczą odporność, ponieważ test ten jest przeprowadzany w komfortowych warunkach takich jak brak wysiłku fizycznego, odpowiednia temperatura, dostęp światła itd. Warunki te bardzo często odbiegają od tych, w jakich aktualnie nurkujemy.

Test tolerancji tlenowej jest tak jak wspomniałem na początku bardzo miarodajny, jeżeli chcemy wyłonić osoby nadwrażliwe na tlen.

W następnej części artykułu zajmiemy się odpowiednim doborem mieszanin nitroxowych w zależności od głębokości i czasu nurkowania oraz bezpieczeństwem i techniką ich używania.

Grzegorz „ BANAN” DOMINIK
ABYSS DIVING
SDI-TDI
POLSKA