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世界上最孤獨和危險的職業:飽和式工業潛水員

  • 由 十一點半講歷史 發表于 棋牌
  • 2022-08-15
簡介在技術潛水中,潛水員也不能像休閒潛水那樣直接上浮,而是要在不同的深度依次停留足夠的時間,來逐步排出身體內多餘的氮氣

三湖慈鯛一次能排多少卵

世界上最孤獨和危險的職業:飽和式工業潛水員

工作中的飽和式潛水員

上面的照片裡是一名工作中的飽和式工業潛水員。他的工作是在幾百米深的冰冷海水安裝或者維修海底石油鑽頭。在這個陽光無法照射到的漆黑世界中,他要依靠人造燈光才能看清周圍的一切。在這樣的深度,潛水員要依靠一套極其複雜和精密的裝置才能維持生命。他的潛水服上有一根粗管子與潛水鐘相連線,也就是上圖中潛水員左手上纏繞的那根管子。潛水員呼吸的氧氣、 潛水服所需要的電能、與水面的通話線路都是透過這根管子來提供的。因此這個管子也被形象地稱之為“臍帶”。此外,潛水鐘上的熱水迴圈系統還會透過這個臍帶來為潛水服持續注入熱水,避免潛水員失溫。

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飽和式潛水員的潛水服

正如母親體內的胎兒的臍帶一樣,潛水員的生命也是完全維繫在這根管子上的。如果這套複雜的裝置出現任何故障,或是潛水員有任何操作不當,等待著他們的有可能是瞬時的死亡。

這些潛水員們要面對的還不僅僅是深海中的危險。就算他們回到了水面上,也必須生活在一個特製的密封艙裡。在這裡,如果稍有不慎,他們同樣會有喪命的危險。

為什麼這種飽和式潛水會如此複雜和危險?

為了講清楚這個問題,我們得先來看一下其他種類的潛水。

在記錄片《人類星球》中,有一集講到了在菲律賓用潛水方式來捕魚的漁民。這些漁民在捕魚時要潛入30~40米深的海底,並在那裡停留一個小時之久。在此期間為他們提供氧氣的,僅僅是一根看起來隨時會漏氣的破舊塑膠管。

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水下的漁民和他們口中的氧氣管

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漁民們拖著管子潛入海底

在船上,給這些管子輸送氧氣的是一臺看起來破舊不堪、隨時可能會停止工作的壓縮機。如果漁民們在海底捕魚時不小心讓這根管子從嘴裡漂走,或者和漁網纏在了一起,等待著他們的將會是致命的後果。

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一旦管子破損或是漂走,水下的漁民就有大麻煩了

在海底淹死的危險是顯而易見的。但除此之外,這些漁民們還要面對另外一種危險。當一個人在水下長時間停留然後快速上浮時,他的身體會出現一種被稱之為“減壓病”的症狀,具體表現為關節疼痛、暈眩、呼吸困難和身體麻痺。在嚴重的情況下,這種症狀可導致身體上的殘疾以及死亡。

在《人類星球》這部片子裡,有一位64歲還在潛水打魚的老大爺。他告訴記者,他的兩個兒子因為在水底待的時間太長然後在上浮時產生了嚴重的減壓病,最後兩人都落下了終身殘疾,只能拄著柺杖走路。二兒子由於承受不了這種痛苦而心態崩潰,最後選擇了自殺。這些漁民雖然知道在上浮時他們的關節會產生疼痛,但並不明白這種疼痛發生的原因,也不懂得如何對這種症狀進行治療。

即使對於那些接受過現代化訓練、攜帶專業裝備的潛水員來說,潛入大海深處也是一件很危險的事情。2009年5月,國家地理頻道一名專業的水下攝影師下潛到了120米的深度拍攝一艘沉船。在完成拍攝返回水面時,也許是因為上浮的速度太快了,這名攝影師產生了嚴重的減壓病,以至於他達到水面時已經失去了意識。攝製組緊急呼叫了一架直升飛機把他送到了最近的醫院。但這已經太遲了,在抵達醫院之前,這名37歲的攝影師心臟就停止了跳動。

那麼,減壓病到底是什麼回事?為什麼僅僅是上浮速度過快就可能讓人喪命?如果從120米深的地方上浮都如此危險,那麼那些經常要在在三百米深的海底工作的工業潛水員要怎麼保證自己能活著回到水面?

接下來我們來依次探討一下這幾個問題。

當我們在陸地上呼吸時,吸入的每一口空氣中大約有21%的氧氣和78%的氮氣。這些氣體進入肺部後被輸送到身體的各個部位。其中氧氣被我們的身體消耗掉以後變成了二氧化碳,透過肺部再次排了出去。而氮氣則有一部分溶解在了我們的血管和組織中。當我們身體中溶解的氮氣達到一定數量後,就不會再吸收新的氮氣。換句話說,我們身體中的氮氣達到了一種“飽和”狀態。

人類在幾萬年裡都一直生活在一個標準大氣壓的環境中,因此我們早已習慣了存在於身體中的這些氮氣。但在潛水時,我們的身體外部的壓力超過了一個標準大氣壓,因為周圍的水會產生額外的壓力。並且水越深,這種壓力就越大。在額外壓力的作用下,我們身體裡的氮氣體積被壓縮得更小了,這就意味著我們的身體可以吸收更多的氮氣。因此,當一名潛水員在水下長時間停留時,他的身體裡就會溶解比陸地上更多的氮氣。

而當他上浮時,隨著壓力變小,身體能夠容納的氮氣又變少了,這些氮氣就又重新變成了氣體。如果上浮速度過快,這些氮氣來不及被排出,就會在血管和人體組織中聚集形成氣泡。你可以想象開啟一罐可樂時,裡面的氣泡是怎麼突然從可樂裡冒出來的。

當這些氣泡大量堆積在人體的血管和組織中時,會對人體產生嚴重的傷害,也就是我們所說的減壓病。

那麼,一個潛水員按照怎樣的速度上浮才是安全的呢?這跟幾個因素有關:潛水員下潛的深度、在每個深度停留的時間、上浮的速度和節奏。從1912年開始,美國軍方做了很多實驗,然後製作了一套表格,裡面詳細列出了潛水員在每一個深度可以停留的時間、上浮時的節奏和速度等等,用來保障潛水員的安全。

世界上最孤獨和危險的職業:飽和式工業潛水員

休閒潛水中使用的潛水錶是長這個樣子的,可以在裡面查閱對應深度能夠停留的最長時間

現在,人們通常把40米深度以內的潛水定義為休閒潛水。為什麼選擇40米這個深度呢?主要有兩個原因:

第一,在這個深度潛水,在緊急情況下可以直接上升到水面而不用擔心嚴重的安全問題;第二,隨著潛水深度的增加,人體內的氮氣也會越積越多。這些氮氣會讓人體進入一種類似於醉酒的狀態,就也就是“氮醉”。在40米以下的深度,這種氮醉的效果會強烈到讓人失去判斷和反應能力,從而釀成安全事故。

由於以上這兩個原因,人們把休閒潛水的深度極限定在了40米。那是不是意味著人們就無法潛水到40米以下的深度了呢?並不是。只不過深度超過40米的潛水就進入到了技術潛水和工業潛水的領域。

前面說了,要想下潛到超過40米的深度,潛水員就要解決氮醉的問題。可能大家也發現了,減壓病、氮醉這些麻煩都是由氮氣引起的。既然氮氣這麼討厭,那我們乾脆讓潛水員吸純氧不就好了嘛!這樣潛水員體內就不會聚集氮氣,自然也不會有減壓病和氮醉的問題了!

這是一個很不錯的主意,在很多場合中人們也是這麼幹的。比如說宇航員在太空行走之前會連續呼吸幾個小時的純氧,把體內的氮氣全部排出。因為宇航服內部的氣壓是要小於太空站內部的,所以相當於一個減壓的環境。宇航員先呼吸幾個小時的純氧再從空間站進入太空,就不會受到減壓病的影響了。

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宇航員在太空行走前需要呼吸幾個小時的純氧

很可惜,雖然在太空中可以這樣做,在水下卻是不行的,因為人在水下高壓環境下直接吸入純氧會導致氧中毒。是的,人體就是這麼難伺候,氮氣多了也不行,氧氣多了也不行。更加準確一點說,在深度超過55米的水下,就算直接呼吸空氣都會導致氧氣中毒,更不要說呼吸純氧了。

那在深水中究竟應該怎麼辦呢?人吸入太多氧氣會氧中毒,吸入太多氮氣會又會氮醉,這個問題難道沒辦法解決了嗎?辦法還是有的。人們為了解決這個問題,在潛水員的氣瓶中加入了第三種氣體:氦氣。這樣一來,氧氣和氮氣的含量就都下降了,潛水員即使在40米以下的深水中,也可以避免氮醉和氧中毒。不過,這種混合氣體中的氧含量過低,雖然在深水中可以使用,在淺水中呼吸的話又會有供氧不足的問題。所以技術潛水中的潛水員會攜帶不同的氣體,根據潛水的深度來選擇呼吸的氣體。

在技術潛水中,潛水員也不能像休閒潛水那樣直接上浮,而是要在不同的深度依次停留足夠的時間,來逐步排出身體內多餘的氮氣。有時他們還需要呼吸特定配比的氣體,來加速這一排氮過程。

大家可以看到,40米以下和40米以上的潛水完全是兩個概念,其中40米以下的技術潛水涉及到不同呼吸氣體的選擇、分階段上浮等一系列複雜的操作。在技術潛水中如果操作不當會給身體帶來嚴重的傷害甚至是死亡。所以只有專門接受額外課程訓練的人才可以安全地進行40米以下的潛水。

我們說40米以下的潛水被叫做技術潛水,那麼這種技術潛水最深能潛到多少米呢?我查到的世界紀錄是一個叫做Ahmed Gabr的人在2014年創下的世界記錄——他潛到了332米深的地方。潛到這麼深的地方到底有多困難呢?講兩個數字大家就明白了:Ahmed Gabr下潛到332米的地方只用了14分鐘,但上浮到水面則用了整整14個小時。

技術潛水聽起來已經很危險了,那麼是否有比它更加危險、更加複雜、環境更加惡劣的潛水呢?有的,這就是工業潛水。在海洋石油工業中,人們需要潛水員下潛到很深很深的海底,在那裡安裝或修理石油鑽探裝置。在1988年,有一群潛水員在一次研究性的潛水實驗中,下潛到了534米的海底。簡單換算一下就知道,這個深度的壓力等於陸地上的54倍。在實際的石油工業中,潛水員也曾經需要下潛到300米以下的海底。

如果按照前面技術潛水的做法,潛水員潛到深海待個十幾分鍾,就需要花上十幾個小時緩慢地上浮到水面。這無疑大大降低了工作效率,因為他花越多時間在上浮上,能夠停留在海底工作的時間就越少。一方面,這對於潛水員的體力來說是一個巨大的挑戰。另一方面,石油公司也無法接受這種低效的工作方式。

於是,人們又發明了一個新的辦法,也就是我們在文章最開頭提到的飽和式潛水。既然只有人們從高壓環境進入到低壓環境時才會產生減壓病,那麼幹脆就讓他們一直待在高壓環境裡好了!美軍在1930年代的研究已經證明,只要滿足特定的條件,人類是可以長時間生活在高壓環境中的。在經過一番摸索後,石油公司發明了這樣一套被稱為“飽和式潛水”的工作方法:

首先,潛水員們登上一艘船,在船上接受嚴格的體檢。接下來,他們會進入到船上的一個密閉艙裡。在接下來的幾周裡,除了在海底工作的時間以外,他們都會生活在這個小小的密閉艙裡。在潛水員進入之後,密閉艙就開始注入氦氣並加壓。艙內的氣壓最終會被提升到與本次任務工作深度相同的水壓。大約每10米深的水等於一個標準大氣壓,所以如果工作深度為200米的話,密封艙內就需要被加壓至21個標準大氣壓,這需要大約10個小時。在加壓過程中,潛水員會產生諸如關節疼痛和耳朵痛等症狀。但這些都是這份工作的一部分。

在吸入氦氣之後,他們的聲音會變得又尖又細,甚至會達到影響交流的程度。因此人們又開發了專門的裝置,把他們的聲音在通訊系統中進行降調處理,以保證順暢的溝通。

在加壓完成後,潛水員就有點像生活在空間站的宇航員了。他們和外界的一切物品傳遞都必須透過一個帶有空氣閥的管道才行。

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在一個月的時間裡,潛水員都要生活在這個狹小的密封艙裡

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密封艙從外面看是這個樣子的

進入密閉艙的潛水員一般會分成兩到三組,輪流下水乾活,這樣海底的工作就可以不停歇地進行了。當需要下水時,會有一個潛水鐘被對接在密閉艙上。當然,這個潛水鐘內部的氣壓跟密閉艙裡是完全一樣的。在對接完成後,潛水員就穿好潛水服,爬進潛水鐘裡。之後,潛水鐘關閉內部的氣密門,脫離密閉艙。

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用來把潛水員送到海底的潛水鐘

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潛水鐘的內部,那些纏繞起來的管子就是“臍帶”

如果在這個過程中,潛水鐘的氣密門沒有關緊會怎樣呢?這樣的事情在1983年發生過一次。當四名潛水員在交接班時,一名潛水員由於操作失誤在門還沒關好就讓潛水鐘脫離了密封艙。結果,身體內外接近10倍的巨大壓力差瞬間把四名潛水員炸成了碎片。

在正常情況下,潛水員會安全地爬進潛水鐘並關好氣密門。之後,這個潛水鐘會被吊放至海底的工作深度,然後潛水員從裡面鑽出來開始工作。工作結束後,潛水員再原路返回至船上的密閉艙中。

請注意,在這一過程中,潛水員所身處的環境壓力都是完全一樣的!所以自然也就不會存在減壓病的問題。這些工業潛水員們每天重複著枯燥而危險的生活:下到海底幹活,回到船上狹小的加壓密閉倉裡休息,然後再下到海底幹活。在幾個星期或者一個月後,潛水員們終於結束了他們的工作,可以離開加壓艙了。那麼,他們需要多久來讓身體慢慢減壓,重新回到一個標準大氣壓的環境中呢?

粗略地講,每100英尺(30米)對應的水壓都至少需要24小時來減壓。所以這些潛水員們在結束工作後,經常需要在密閉艙裡待上一週甚至十幾天,來逐步讓身體重新適應一個標準大氣壓下的狀態。一位潛水員曾經在水下作業時得到了妻子流產的訊息,但他就算立刻上浮到水面,也要在密閉艙裡待上11天才能下船。因此,他選擇在水下按照原計劃完成自己的工作。

如此危險和高難度的工作能掙多少錢呢?我在網上查了一下,一名飽和式潛水員的月收入在30000~45000美元之間,換算成人民幣的話也就是20~30萬一個月。這個收入確實很高,但要付出的代價也不是一般人所能夠承受的。

想象你孤獨地待在300米深海中,頭頂上方是相當於一百層樓那麼高的水體。你能在這麼深的地方保持呼吸全靠身上這套專業的裝備。如果裝置發生故障,或是你在海底被巨大的石油鑽頭砸到了頭,你也無法指望海面上的人能迅速地給你幫助。在這裡,一切都要靠你自己。即使回到了水面上,你也得待在那個狹小壓抑的加壓艙裡,直到再次潛入海底。在這裡你也要時刻小心——還記得上面講過的那個導致四個人死亡的加壓艙事故嗎?

一連幾個星期,無論是在海底還是在岸上,這份工作都時刻挑戰著人類體力和心理承受力的極限,因為他們稍有不慎就會立刻喪命。更不要提長期吸入氦氣和身處高壓力環境下對身體帶來的潛在傷害。在一個月的工作週期裡,無論是在密閉艙裡還是在海底,他們能接觸到的只有跟他一起工作的飽和式潛水員。恐怕,也只有同行才能真正理解這份工作的挑戰性和複雜度。很有可能,這是一份世界上最孤獨和最危險的工作。

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