گاز مخلوط تنفسی گازی است که عناصر گازی آن برای تنفس استفاده می شوند و اکسیژن یکی از اجزاء اصلی مخلوط تنفسی است و همچنین هوا شناخته شده ترین گاز تنفسی و البته طبیعی ترین گاز تنفسی است. هوا مخلوط باید دقیقا برای نوع خاص غواصی تولید شد. پارامترهایی مانند عمق غواصی، مدت زمان غواصی و زمان رفع فشار متناظر، از جمله عوامل کلیدی برای تعیین عناصر اصلی این گازها هستند.
دیگر گازهای تنفسی برای بهبود عملکرد هوا، کاهش خطر بیماری های فشاری در ریه، کاهش خواب آلودگی ناشی از غلظت بالای نیتروژن و امنیت غواصی در عمق زیاد مورد استفاده قرار می گیرند گازهای تنفسی برای استفاده در فشار محیط و فشار های کمتر از آن معمولاً مخلوطی از هوای معمولی با درصد بیشتری از اکسیژن هستند. رایج ترین گازهای تنفسی عبارت اند از: نیتروکس (Nitrox)، هلیوکس (Heliox)، تریمیکس(Trimix)
ویژگی مخلوط های گاز تنفسی:
مخلوط گازی تنفسی باید حاوی مقدار کافی اکسیژن باشد و حاوی گازهای مضر مانند مونوکسید و دی اکسید کربن نباشد. تحت فشار بالا نباید سمی شود برای مثال گاز از قبیل اکسیژن و نیتروژن در فشار بالای عمق دریا اینگونه می شوند.
نیتروکس:
نایتروکس به عنوان گاز تنفسی مفهوم جدیدی نیست، منابع تاریخی متعددی از وجود حالت های مختلف ترکیب اکسیژن و نیتروژن به عنوان گاز تنفسی که به سال 1800 میلادی می‌رسد، خبر می دهند. اولین مطلب درباره نایتروکس در سال 1943 منتشر شد، در آن مطلب پیشنهاد استفاده نایتروکس در جهت کاهش خطر بیماری برداشت فشار داده شده بود. نیروی دریایی آمریکا در سال 1954 جدول نایتروکس و دستور العمل استفاده از آن را تدوین کرد. سازمان NOAA (سازمان اقیانوس شناسی و جوی امریکا) برنامه نایتروکس خود را در سال 1970شروع کرد و در سال 1979 در دومین نسخه انتشار یافته کتاب راهنمای غواصی با مبحث نایتروکس را در آن به نگارش در آورد. سپس نوع جدیدی از سازمان آموزش غواص تخصصی نوظهور در سال 1985 فعالیت خود را شروع کرد و برای اولین بار آموزش نایتروکس برای غواصی های تفریحی را محیا نمود.
نیتروکس، مخلوطی از اکسیژن و نیتروژن است که برای غواصی در عمق حداکثر 50 متر مورد استفاده قرار میگرد. و مخلوطی از گاز تنفسی است که میزان اکسیژن موجود در آن غنی‌تر یا بیشتراز ۲۱٪ گردیده است. نام دیگر آن، اکسیژن غنی شده هوا می باشد که درصد اکسیژن بیشتر دارد. ترکیب رایج نیتروکس از 40 درصد اکسیژن در نیتروژن تشکیل می شود که به EAN40 نیز معروف است. و یا ترکیب 36 درصد اکسیژن در نیتروژن به EANx36 معروف است. دوره نایتروکس برای میکس نایتروکس در رنج 22% تا 40% اختصاص دارد. در طول سالها ثابت شده است این رنج نایتروکس برای همه فعالیت های غواصی ورزشی مناسب و ایمن است. اجزاء اولیه در هر دو گاز هوا و نایتروکس اکسیژن و نیتروژن هستند.
اکسیژن یک عنصر حیاتی بوده که در فعالیت های متابولیسم بدن نقش به سزایی را دارد. نیتروژن از لحاظ فیزیولوژیکی در بدن به هیچ وجه مورد استفاده قرار نمی گیرد. اما به خاطر وجود آن در هوای استنشاقی، بخشی از آن به طور طبیعی جذب بافت های بدن می شود. نیتروژن اضافی به طور معمول در طول غواصی جذب بافت های بدن می شود و نیتروژن اضافی مستقیما به ریسک بیماری برداشت فشار ارتباط پیدا خواهد کرد. بنابراین مقدار جذب نیتروژن نشان دهنده یک فاکتور بحرانی در مشخص کردن محدودیت زمان و عمق غواص می باشد. نایتروکس با درصد نیتروژن پایین تر، فواید بیشتری نسبت به هوا دارد، که بسته به شیوه ی استفاده از آن متفاوت می باشد.
نایتروکس می تواند در شرایط ایمن مدت زمان غواصی در عمق را در مقایسه با تنفس هوا در همان عمق مشابه افزایش دهد و همچنین می تواند شرایط ایمنی را جهت کاهش زمان استراحت در سطح بین دو غواصی تکراری در مقایسه با تنفس هوا در حالت مشابه فراهم کند و با کاهش زمان استراحت سطح، غواص توانایی غوص های بیشتری را باتوجه به این مدت زمان خواهد داشت. به دلیل کاهش نیتروژن نایتروکس می تواند شرایط ایمن تری را جهت کاهش ریسک بیماری های برداشت فشار در مقایسه با هوا برای عمق مشابه فراهم نماید. متاسفانه این فواید با مضراتی نیز همراه است. در شرایطی که اکسیژن یک ضرورت برای زندگی می باشد، مقدار بیش از حد آن ممکن است مضراتی را نیز همراه خود داشته باشد. افزایش مقدار اکسیژن در نایتروکس در عمق های محاسبه نشده در غواصی تفریحی میتواند ریسک هایی را همراه خود داشته باشد، در جایگاهی که خطری هنگام تنفس هوا وجود ندارد محاسبه دقیق و با روش های مناسب، می تواند خطرات را از بین برده و یا کاهش دهد تا یک غواصی با موفقیت توسط غواص مدیریت شود.
هلیوکس:
هلیوکس، مخلوطی از هلیوم و اکسیژن است و در این مخلوط با حذف نیتروژن نگرانی برای تخدیر وجود ندارد. مخلوط هلیوم و هوا نیز سبب می شود تاثیر نامطلوب اکسیژن و نیتروژن در عمق زیاد حذف شود و تنفس تحت فشار بالا راحت تر باشد. هلیوکس از دهه ۱۹۳۰ در صنعت پزشکی مورد استفاده است و از آن زمان تا کنون به دلیل چگالی کم آن، کاربردش بیشتر هم شده‌است. هلیوکس نوعی درمان برای بیماران مشکلات تنفسی میباشد. این مخلوط گازی نسبت به هوای معمولی مقاومت کمتری در مجرای تنفسی بیمار پدید می‌آورد در نتیجه دم و بازدم بیمار آسان تر خواهد بود و توان کمتری صرف این کار می‌شود. همچنین از هلیوکس در فاز عمیق غواصی فنی استفاده می‌شود.
به عنوان مثال، 50 درصد اکسیژن در بالانس گازهلیوم، به غواصان حرفه ای اجازه می دهد تا در عمق 150 متر برای بازرسی، تعمیر و انجام امور ساختمانی مرتبط با صنعت نفت دریایی کار کنند در پزشکی، هلیوکس از ۲۱ درصد اکسیژن (مانند جو زمین) و ۷۹ درصد هلیم ساخته شده‌است البته ترکیبات دیگری از آن مانند نسبت ۷۰ به ۳۰ یا ۶۰ به ۴۰ آن هم موجود است. سادگی فرایند دم و بازدم (Work of Breathing یا WOB) یا کاهش انرژی مکانیکی صرف شده برای تنفس توسط این گازبه دو روش ممکن است:
1.افزایش تمایل به جریان آرام 2.کاهش مقاومت در آشفتگی جریان
گرانروی هلیوکس همانند هوا است اما چگالی آن بسیار کمتر است (۰٫۵ گرم بر لیتر در برابر ۱٫۲۵ گرم بر لیتر هوا در شرایط استاندارد دما و فشار) در هنگام گذر هوا از مجراهای تنفسی سه نوع جریان ایجاد می‌شود: جریان آرام، جریان انتقالی و جریان آشفته؛ تمایل به شکل‌گیری هریک از این جریان‌ها به عدد رینولدز مربوط به آن‌ها بستگی دارد. جرم حجمی کم هلیوکس عدد رینولدز کمتری برای آن به وجود می‌آورد در نتیجه احتمال داشتن جریان لایه‌ای یا آرام بیشتر خواهد بود. جریان آرام با مقاومت کمتری نسبت به جریان آشفته روبرو می‌شود. هلیوکس برای افراد مبتلا به آسم کاربرد دارد.
تریمیکس:
همان طور که یک غواص در آب پایین می‌رود فشار آب محیطی مطابق با قانون بویل افزایش می‌یابد. فشار بالای گازها را در بدن غواص در پی داشته و آن را به حل شدن درون مایعات بدن سوق می‌دهد. این مسئله میتواند اثرات فیزیولوژیک نا مطلوبی ایجاد کند. یکی از مشکلات نامطلوبی که ممکن است در اثر گازهای محلول اتفاق بیفتد خواب آلودگی نیتروژنی است. غواص هایی که به غواصی‌‌‌‌های عمیق می‌روند و از هوا تنفس می‌کنند خواب الودگی نیتروژنی ناشی از افزایش غلظت نیتروژن در بدن را تجربه می‌کنند. این اثرات با افزایش عمق افزایش می‌یابد. یک غواص همچنین با درصد اکسیژن موجود در گاز تنفسی اش محدود می‌شود. غلظت بالای گاز اکسیژن بیشتر از 1.6 ATA (فشار جزیی گاز در واحد اتمسفر) غواص را در معرض خطر سمیت اکسیژنی قرار می‌دهد که میتواند منجر به تشنج و غرق شدن شود. هنگام غواصی با هوا فشار جزیی معمول اکسیژن از 1.6 ATA به حدود 218 فوت می‌رسد.
همان طور که اثرات ترکیبی فشار‌‌‌‌های جزیی بالای نیتروژن و اکسیژن میتواند یک غواص را محدود کنند، آن هایی هم که غواصی عمیق انجام می‌دهند می‌توانند از گاز تنفسی با درصد کمتر نیتروژن و اکسیژن استفاده کنند. تریمیکس ترکیبی از اکسیژن، هلیوم و نیتروژن است. نیتروژن، معمولاً در درصد کمی به هلیوکس اضافه می شود تا تریمیکس ایجاد شود. به این ترتیب خطر سندرم عصبی فشار بالا که با تنفس هلیوم مشاهده می شود، کاهش خواهد یافت. تریمیکس برای عمیق ترین غواصی ها، معمولاً در عمق بیشتر از 150 متر کاربرد دارد. مفهوم اصلی تری میکس حذف مقداری گاز نیتروژن از گاز تنفسی است تا هشیاری غواص را حفظ کرده و مقداری اکسیژن را برای افزایش عمق در محلی که ایجاد سمیت اکسیژنی یک ریسک است کاهش دهد. البته کاهش درصد اکسیژن و نیتروژن در یک مخلوط گازی بدون جایگزینی مقداری اکسیژن و نیتروژن با یک گاز دیگر ممکن نیست. گاز سوم استفاده شده در تری میکس هلیوم است.
منابع:
