Подводное плавание , как вид деятельности человека, представляет собой практику спуска под поверхность воды для взаимодействия с окружающей средой. Его также часто называют дайвингом — неоднозначный термин, имеющий несколько возможных значений, в зависимости от контекста. Погружение в воду и воздействие высокого давления окружающей среды имеют физиологические эффекты, которые ограничивают глубину и продолжительность погружений под давлением окружающей среды . Люди физиологически и анатомически недостаточно приспособлены к условиям окружающей среды при дайвинге, поэтому было разработано различное оборудование, позволяющее увеличить глубину и продолжительность погружений человека и позволить выполнять различные виды работ.
При погружениях под давлением дайвер непосредственно подвергается воздействию давления окружающей воды. Дайвер под атмосферным давлением может погружаться с задержкой дыхания ( фридайвинг ) или использовать дыхательный аппарат для подводного плавания с аквалангом или погружения с поверхности , а техника погружения с насыщением снижает риск декомпрессионной болезни (DCS) после длительных глубоких погружений. Атмосферные водолазные костюмы (ADS) могут использоваться для изоляции дайвера от высокого давления окружающей среды. Погружные аппараты с экипажем могут расширить диапазон глубин, а дистанционно управляемые или роботизированные машины могут снизить риск для людей.
Окружающая среда подвергает дайвера широкому спектру опасностей, и хотя риски в значительной степени контролируются соответствующими навыками дайвинга , подготовкой , типами оборудования и дыхательными газами , используемыми в зависимости от режима, глубины и цели погружения, это занятие остается относительно опасным. . Профессиональный дайвинг обычно регулируется законодательством по охране труда и технике безопасности, тогда как любительский дайвинг может быть совершенно нерегулируемым. Дайвинг ограничен максимальной глубиной около 40 метров (130 футов) для любительского подводного плавания, 530 метров (1740 футов) для коммерческого погружения с насыщением и 610 метров (2000 футов) в атмосферных костюмах. Дайвинг также ограничивается условиями, которые не являются чрезмерно опасными, хотя приемлемый уровень риска может варьироваться, и могут произойти инциденты со смертельным исходом.
Рекреационный дайвинг (иногда называемый спортивным дайвингом или подводным плаванием) — популярный вид досуга. Технический дайвинг — это форма любительского дайвинга в более сложных условиях. Профессиональный дайвинг (коммерческий дайвинг, дайвинг в исследовательских целях или ради финансовой выгоды) предполагает работу под водой. Дайвинг в целях общественной безопасности — это подводная работа, выполняемая правоохранительными органами, пожарно-спасательными и подводными поисково-спасательными группами. Военный дайвинг включает в себя боевой дайвинг, очистной дайвинг и содержание кораблей .Глубоководное дайвинг — это подводное плавание, обычно с надводным оборудованием, которое часто подразумевает использованиестандартной водолазной одеждыс традиционным медным шлемом.в каске— это любая форма дайвинга сошлемом, включая стандартный медный шлем и другие видысо свободным потокомилегких шлемов. История ныряния с задержкой дыхания восходит, по крайней мере, к классическим временам, и есть свидетельства доисторическойохоты и сбораморепродуктов, которые, возможно, включали подводное плавание. Технические достижения, позволяющие подавать дайверу дыхательный газ под водой при атмосферном давлении, появились недавно, а автономные дыхательные системы стали развиваться ускоренными темпами после Второймировой войны.
Погружение в воду, воздействие холодной воды и высокого давления оказывают на дайвера физиологическое воздействие, которое ограничивает глубину и продолжительность погружений под давлением окружающей среды. Выносливость к задержке дыхания является серьезным ограничением, а дыхание при высоком атмосферном давлении добавляет дополнительные осложнения, как прямо, так и косвенно. Были разработаны технологические решения, которые могут значительно увеличить глубину и продолжительность погружений человека под давлением окружающей среды и позволить выполнять полезную работу под водой. [1]
Погружение человеческого тела в воду влияет на кровообращение , почечную систему , баланс жидкости и дыхание, поскольку внешнее гидростатическое давление воды обеспечивает поддержку внутреннему гидростатическому давлению крови. Это вызывает сдвиг крови из внесосудистых тканей конечностей в грудную полость [2] , а потери жидкости, известные как иммерсионный диурез, компенсируют сдвиг крови у гидратированных субъектов вскоре после погружения. [3] [2] Гидростатическое давление на тело при погружении с головой вызывает дыхание с отрицательным давлением, что способствует сдвигу крови. [3]
Сдвиг крови вызывает увеличение дыхательной и сердечной нагрузки. Ударный объем не сильно зависит от погружения или изменения окружающего давления, но замедленное сердцебиение снижает общий сердечный выброс, особенно из-за нырятельного рефлекса при нырянии с задержкой дыхания . [2] В вертикальном положении объем легких уменьшается вследствие краниального смещения живота от гидростатического давления, а сопротивление потоку воздуха в дыхательных путях увеличивается из-за уменьшения объема легких. [3] По-видимому, существует связь между отеком легких и увеличением легочного кровотока и давления, что приводит к набуханию капилляров. Это может произойти во время упражнений высокой интенсивности при погружении в воду. [2]
Нырятельный рефлекс — это реакция на погружение, которая подавляет основные гомеостатические рефлексы . [4] [5] Он оптимизирует дыхание , преимущественно распределяя запасы кислорода в сердце и мозге, что позволяет проводить длительное время под водой. Он сильно проявляется у водных млекопитающих ( тюленей , [6] выдр , дельфинов и ондатр ), [7] а также существует у других млекопитающих, включая человека . Ныряющие птицы , например пингвины , имеют аналогичный ныряющий рефлекс. [4] Нырятельный рефлекс вызывается охлаждением лица и задержкой дыхания. [4] [8] Сердечно-сосудистая система сужает периферические кровеносные сосуды, замедляет частоту пульса, перенаправляет кровь к жизненно важным органам для сохранения кислорода, высвобождает эритроциты, хранящиеся в селезенке , и у людей вызывает нарушения сердечного ритма. [4] Водные млекопитающие развили физиологические приспособления для сохранения кислорода во время погружения, но апноэ, замедление пульса и вазоконстрикция свойственны наземным млекопитающим. [5]
Реакция холодового шока — это физиологическая реакция организмов на внезапное похолодание, особенно на холодную воду, и частая причина смерти от погружения в очень холодную воду, [9] например, при провале сквозь тонкий лед. Немедленный шок от холода вызывает непроизвольное дыхание, которое под водой может привести к утоплению. Холодная вода также может вызвать сердечный приступ из-за сужения сосудов; [10] сердцу приходится работать усерднее, чтобы перекачивать одинаковый объем крови по всему телу, а у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями эта дополнительная нагрузка может привести к остановке сердца. Человек, который выживает в первую минуту после падения в холодную воду, может прожить как минимум тридцать минут, если не утонет. Способность оставаться на плаву существенно снижается примерно через десять минут, поскольку охлажденные мышцы теряют силу и координацию. [9]
Гипотермия — это снижение внутренней температуры тела, которое возникает, когда организм теряет больше тепла, чем генерирует. [11] Это серьезное ограничение для купания или ныряния в холодной воде. [12] Снижение ловкости пальцев из-за боли или онемения снижает общую безопасность и работоспособность, что, в свою очередь, увеличивает риск других травм. [12] [13] Холодовая травма, не связанная с замерзанием , может поражать конечности при нырянии в холодной воде, а обморожение может возникнуть, когда температура воздуха достаточно низкая, чтобы вызвать замерзание тканей. Тепло тела теряется в воде гораздо быстрее, чем на воздухе, поэтому температура воды, которая была бы терпима при температуре наружного воздуха, может привести к переохлаждению, которое может привести к смерти от других причин у дайверов, не имеющих надлежащей защиты. [12]
Погружение с задержкой дыхания у животного, дышащего воздухом, ограничено физиологической способностью выполнять погружение с использованием доступного кислорода до тех пор, пока оно не вернется к источнику свежего дыхательного газа, обычно к воздуху на поверхности. По мере того как внутреннее снабжение кислородом уменьшается, животное испытывает усиливающиеся позывы к дыханию, вызванные накоплением углекислого газа и лактата в крови, [14] с последующей потерей сознания из-за церебральной гипоксии . Если это произойдет под водой, он утонет. [15]
Потеря сознания при фридайвинге может произойти, когда дыхание задерживается на время, достаточное для метаболической активности, чтобы снизить парциальное давление кислорода настолько, чтобы вызвать потерю сознания. Это ускоряется при напряжении, при котором кислород быстрее расходуется, и может усугубляться гипервентиляцией непосредственно перед погружением, что снижает уровень углекислого газа в крови. Более низкие уровни углекислого газа увеличивают сродство кислорода к гемоглобину, уменьшая доступность кислорода к тканям мозга к концу погружения ( эффект Бора ); они также подавляют желание дышать, облегчая задержку дыхания до потери сознания. Это может произойти на любой глубине. [16] [17]
Гипоксия, вызванная всплытием, вызвана падением парциального давления кислорода по мере снижения давления окружающей среды. Парциального давления кислорода на глубине может быть достаточно для поддержания сознания на этой глубине, а не при пониженном давлении ближе к поверхности. [15] [17] [18]
Баротравма , разновидность дисбаризма , представляет собой физическое повреждение тканей тела, вызванное разницей давлений между газовым пространством внутри или в контакте с телом и окружающим газом или жидкостью. [19] Обычно это происходит, когда организм подвергается значительному изменению давления окружающей среды, например, когда дайвер поднимается или спускается. При нырянии перепады давления, вызывающие баротравму, представляют собой изменения гидростатического давления. [20]
Первоначальное повреждение обычно происходит из-за чрезмерного растяжения тканей при растяжении или сдвиге либо непосредственно из-за расширения газа в замкнутом пространстве, либо из-за разницы давлений, гидростатически передаваемой через ткань. [19]
Баротравма обычно проявляется в виде последствий синусита или среднего уха, декомпрессионной болезни, травм, вызванных чрезмерным расширением легких, а также травм, вызванных внешними сдавливаниями. [19] Баротравмы при спуске возникают из-за предотвращения свободного изменения объема газа в замкнутом пространстве, контактирующем с дайвером, что приводит к разнице давлений между тканями и газовым пространством и неуравновешенной силе, возникающей из-за этой разницы давлений. вызывает деформацию тканей, приводящую к разрыву клеток. [19] Баротравмы при всплытии возникают также тогда, когда предотвращается свободное изменение объема газа в замкнутом пространстве, контактирующем с дайвером. В этом случае разница давлений вызывает результирующее напряжение окружающих тканей, превышающее их предел прочности. Помимо разрыва тканей, избыточное давление может вызвать попадание газов в прилегающие ткани и далее путем переноса пузырьков по кровеносной системе. Это может вызвать блокировку кровообращения в отдаленных местах или помешать нормальной функции органа своим присутствием. [19]
Подача дыхательного газа при атмосферном давлении может значительно продлить продолжительность погружения, но есть и другие проблемы, которые могут возникнуть в результате этого технологического решения. Абсорбция метаболически инертных газов увеличивается в зависимости от времени и давления, и они могут немедленно вызвать нежелательные эффекты вследствие их присутствия в тканях в растворенном состоянии, такие как азотный наркоз и нервный синдром высокого давления [21] . ] [22] или вызвать проблемы при выходе раствора из тканей во время декомпрессии . [23]
Другие проблемы возникают при повышении концентрации метаболически активных газов. Они варьируются от токсического воздействия кислорода при высоком парциальном давлении [24] через накопление углекислого газа из-за чрезмерной работы дыхания, увеличения мертвого пространства [25] или неэффективного удаления до усиления токсического воздействия загрязняющих веществ в дыхательный газ из-за повышенной концентрации при высоких давлениях. [26] Разница гидростатического давления между внутренней частью легких и подаваемым дыхательным газом, повышенная плотность дыхательного газа из-за давления окружающей среды и повышенное сопротивление потоку из-за более высокой частоты дыхания - все это может привести к увеличению работы дыхания , утомлению дыхательных мышц, и физиологический предел эффективной вентиляции. [2] [27]
Подводное зрение зависит от прозрачности и показателя преломления среды. Видимость под водой снижается, поскольку свет, проходящий через воду, быстро затухает с расстоянием, что приводит к снижению уровня естественного освещения. Подводные объекты также размываются из-за рассеяния света между объектом и зрителем, что приводит к снижению контрастности. Эти эффекты варьируются в зависимости от длины волны света, цвета и мутности воды. Человеческий глаз оптимизирован для воздушного зрения, и когда он погружается в прямой контакт с водой, на остроту зрения отрицательно влияет разница в показателях преломления воды и воздуха. Обеспечение воздушного пространства между роговицей и водой может компенсировать это, но вызывает искажение масштаба и расстояния. Искусственное освещение может улучшить видимость на близком расстоянии. [28] Острота стереоскопического зрения, способность оценивать относительное расстояние до различных объектов, значительно снижается под водой, и на это влияет поле зрения. Узкое поле зрения, вызванное маленьким смотровым окном в шлеме, приводит к значительному снижению остроты стереоскопического изображения [28] и кажущемуся движению неподвижного объекта при движении головы. [29] Эти эффекты приводят к ухудшению координации рук и глаз. [28]
Вода имеет акустические свойства, отличные от свойств воздуха. Звук из подводного источника может относительно свободно распространяться через ткани тела при контакте с водой, поскольку акустические свойства аналогичны. При нахождении головы в воде часть звука передается барабанной перепонкой и средним ухом, но значительная часть доходит до улитки самостоятельно, за счет костной проводимости. [30] [31] Некоторая локализация звука возможна, хотя и затруднена. [30] Человеческий слух под водой, в тех случаях, когда ухо дайвера влажное, менее чувствителен, чем на воздухе. [30] Частотная чувствительность под водой также отличается от таковой на воздухе, причем порог слышимости под водой постоянно выше; Больше всего снижается чувствительность к звукам более высокой частоты. [30] Тип головного убора влияет на чувствительность к шуму и шумовую опасность в зависимости от того, влажная или сухая передача. [30] Человеческий слух под водой менее чувствителен при влажных ушах, чем на воздухе, а неопреновый капюшон вызывает значительное затухание. При ношении шлема слуховая чувствительность аналогична чувствительности в приземном воздухе, поскольку на нее не сильно влияют дыхательный газ, состав или давление атмосферы камеры. [30] Поскольку звук в гелиоксе распространяется быстрее, чем в воздухе, форманты голоса повышаются, что делает речь дайверов высокой и искаженной, и ее трудно понять людям, не привыкшим к этому. [32] Повышенная плотность дыхательных газов под давлением имеет аналогичный аддитивный эффект. [33]
Тактильное сенсорное восприятие у дайверов может ухудшаться из-за защитного костюма и низких температур. Сочетание нестабильности, снаряжения, нейтральной плавучести и сопротивления движению за счет инерционного и вязкого воздействия воды сковывает дайвера. Холод вызывает потерю сенсорных и двигательных функций, отвлекает и нарушает когнитивную деятельность. Способность применять большую и точную силу снижается. [34]
Баланс и равновесие зависят от вестибулярной функции и вторичных сигналов от зрительных, органических, кожных, кинестетических и иногда слуховых ощущений, которые обрабатываются центральной нервной системой для обеспечения чувства равновесия. Под водой некоторые из этих сигналов могут отсутствовать или уменьшаться, что делает остальные сигналы более важными. Противоречивые входные данные могут привести к головокружению, дезориентации и укачиванию . Вестибулярное чувство имеет важное значение в этих условиях для быстрого, сложного и точного движения. [34] Проприоцептивное восприятие позволяет дайверу осознавать личное положение и движение в сочетании с вестибулярной и зрительной информацией и позволяет дайверу эффективно функционировать, поддерживая физическое равновесие и баланс в воде. [34] В воде с нейтральной плавучестью проприоцептивные сигналы положения уменьшаются или отсутствуют. Этот эффект может усугубляться костюмом дайвера и другим снаряжением. [34]
Вкус и запах не очень важны для дайвера в воде, но более важны для дайвера, погружающегося в атмосферу в жилых камерах. Имеются данные о небольшом снижении порога восприятия вкуса и запаха после длительного пребывания под давлением. [34]
Существует несколько режимов дайвинга, которые в основном различаются используемой системой подачи дыхательного газа и тем, подвергается ли дайвер давлению окружающей среды. Водолазное снаряжение , вспомогательное оборудование и процедуры во многом определяются режимом.
.jpg/1280px-Divers_(2901939922).jpg)
Умение нырять и плавать под водой, задерживая дыхание, считается полезным навыком в чрезвычайных ситуациях, важной частью обучения водным видам спорта и технике безопасности на флоте, а также приятным досугом. [35] Подводное плавание без дыхательного аппарата можно разделить на подводное плавание, подводное плавание и фридайвинг. Эти категории во многом пересекаются. Некоторые соревнования по подводным видам спорта проводятся без дыхательных аппаратов. [36] [37] [38] [39] [40]
Фридайвинг исключает использование внешних дыхательных устройств и основан на способности дайверов задерживать дыхание до всплытия на поверхность. Техника варьируется от простого ныряния с задержкой дыхания до соревновательных прыжков с задержкой дыхания . Ласты и маска для дайвинга часто используются во фридайвинге для улучшения зрения и обеспечения более эффективного движения. Короткая дыхательная трубка, называемая трубкой, позволяет дайверу дышать на поверхности, пока лицо погружено в воду. Подводное плавание на поверхности без намерения нырять – популярный водный вид спорта и развлекательное занятие. [35] [41]
Подводное плавание — это погружение с использованием автономного подводного дыхательного аппарата , полностью независимого от надводного питания. Подводное плавание дает дайверу мобильность и горизонтальный диапазон, недоступный для шлангокабеля, прикрепленного к водолазному оборудованию с надводным питанием (SSDE). [42] Аквалангистов, участвующих в тайных операциях вооруженных сил, можно назвать водолазами , боевыми водолазами или атакующими пловцами. [43]
Системы подводного плавания с открытым контуром выбрасывают дыхательный газ в окружающую среду при выдохе и состоят из одного или нескольких баллонов для дайвинга , содержащих дыхательный газ под высоким давлением, который подается дайверу через водолазный регулятор . Они могут включать дополнительные баллоны для декомпрессионного газа или газа для аварийного дыхания. [44]
Системы подводного плавания с ребризерами замкнутого или полузамкнутого контура позволяют рециркулировать выдыхаемые газы. Объем используемого газа уменьшен по сравнению с объемом открытого контура, поэтому для эквивалентной продолжительности погружения можно использовать баллон или баллоны меньшего размера. Они значительно увеличивают время пребывания под водой по сравнению с открытым контуром при том же расходе газа. Ребризеры производят меньше пузырей и меньше шума, чем акваланги, что делает их привлекательными для тайных военных дайверов, чтобы избежать обнаружения, для научных дайверов, чтобы не беспокоить морских животных, и для дайверов СМИ, чтобы избежать помех от пузырьков. [45]
Аквалангист передвигается под водой в основном с помощью ласт , прикрепленных к ногам; [46] Внешняя тяга может обеспечиваться водолазным движителем или буксиром , вытаскиваемым с поверхности. Другое снаряжение включает в себя водолазную маску для улучшения подводного видения , защитный водолазный костюм , оборудование для контроля плавучести , а также снаряжение, соответствующее конкретным обстоятельствам и цели погружения. [47] Аквалангисты обучаются процедурам и навыкам, соответствующим их уровню сертификации, инструкторами, входящими в организации по сертификации дайверов , которые выдают эти сертификаты дайверов . К ним относятся стандартные рабочие процедуры по использованию оборудования и устранению общих опасностей подводной среды , а также аварийные процедуры для самопомощи и помощи дайверу с аналогичным снаряжением, испытывающему проблемы. Большинство учебных организаций требуют минимального уровня физической подготовки и здоровья , а для некоторых применений может потребоваться более высокий уровень физической подготовки. [48]
Альтернативой автономным дыхательным системам является подача дыхательных газов с поверхности через шланг. В сочетании с кабелем связи, шлангом пневмофатометра и линией безопасности он называется шлангокабелем водолаза и может включать в себя шланг горячей воды для обогрева, видеокабель и линию возврата дыхательного газа. Дайвер носит полнолицевую маску или шлем, а газ может подаваться по требованию или в виде непрерывного свободного потока. Более простое оборудование, в котором используется только воздушный шланг, называется воздушной или кальянной системой. [49] [47] [50] Это позволяет дайверу дышать, используя шланг подачи воздуха из баллона высокого давления или воздушного компрессора для дайвинга на поверхности. Дыхательный газ подается через ротовой автомат или легкую полнолицевую маску. Дайвинг в самолетах используется для таких работ, как очистка корпуса и археологические исследования, для добычи моллюсков, а также в качестве снабы — занятия на мелководье, которое обычно практикуют туристы и те, кто не имеет сертификата подводного плавания. [50] [51] [52]
Погружения с насыщением позволяют профессиональным дайверам жить и работать под давлением в течение нескольких дней или недель. После работы в воде водолазы отдыхают и живут в сухой герметичной подводной среде обитания на дне или в насыщенной системе жизнеобеспечения из барокамер на палубе водолазного судна обеспечения , нефтяной платформы или другой плавучей платформы с давлением, аналогичным давлению в воде. глубина работы. Их перемещают между надводным помещением и подводным рабочим местом в герметичном закрытом водолазном колоколе . Декомпрессия в конце погружения может занять много дней, но поскольку она выполняется только один раз в течение длительного периода воздействия, а не после каждого из многих более коротких периодов воздействия, общий риск декомпрессионной травмы дайвера и общее время, затраченное на декомпрессию сокращаются. Этот вид дайвинга позволяет повысить эффективность и безопасность работы. [53]
Коммерческие дайверы относятся к дайвингу, при котором дайвер начинает и заканчивает погружение при атмосферном давлении, как погружение с ориентацией на поверхность или погружение с отскоком. [54] Водолаз может быть отправлен с берега или с судна поддержки водолазов и может транспортироваться на водолазной платформе или в водолазном колоколе. Дайверы, работающие с поверхности, почти всегда носят водолазные шлемы или полнолицевые маски для дайвинга . Доновым газом может быть воздух, найтрокс , гелиокс или тримикс ; декомпрессионные газы могут быть аналогичными или могут включать чистый кислород. [55] Процедуры декомпрессии включают декомпрессию в воде или декомпрессию на поверхности в палубной камере . [56]
Мокрый колокол с газонаполненным куполом обеспечивает больший комфорт и контроль, чем сцена, и позволяет дольше находиться в воде. Мокрые колокола используются для воздуха и газовой смеси, а дайверы могут выполнять декомпрессию на кислороде на глубине 12 метров (40 футов). [55] Были разработаны небольшие закрытые колокольные системы, которые можно легко мобилизовать и включают в себя колокол для двух человек, систему запуска и восстановления и камеру для декомпрессии после перевода под давлением (TUP). Дайверы могут дышать воздухом или газовой смесью на дне и обычно восстанавливаются, когда камера заполнена воздухом. Они выполняют декомпрессию за счет кислорода, подаваемого через встроенные дыхательные системы (BIBS) ближе к концу декомпрессии. Системы с небольшими колоколами поддерживают погружения с отскоком на глубину до 120 метров (390 футов) и время погружения на дно до 2 часов. [55]
Относительно портативная система подачи газа с поверхности, использующая газовые баллоны высокого давления как для основного, так и для резервного газа, но использующая полную систему водолазных шлангокабелей с пневмофатометром и голосовой связью, известна в отрасли как «замена акваланга». [57]
Компрессорное погружение — это элементарный метод погружения с поверхности, используемый в некоторых тропических регионах, таких как Филиппины и Карибский бассейн . Водолазы плавают в полумаске и ластах, а воздух подается от промышленного воздушного компрессора низкого давления , установленного на лодке, через пластиковые трубки. Редукционного клапана нет; дайвер держит конец шланга во рту без регулирующего клапана или мундштука и позволяет лишнему воздуху вылиться между губами. [58]
Погружные аппараты и жесткие атмосферные водолазные костюмы (АДС) позволяют осуществлять погружения в сухой среде при нормальном атмосферном давлении. ADS — это небольшой шарнирно-сочлененный подводный аппарат, управляемый одним человеком, напоминающий доспехи со сложными соединениями, позволяющими сгибаться, сохраняя при этом внутреннее давление в одну атмосферу. ADS можно использовать для многочасовых погружений на глубину до 700 метров (2300 футов). Он устраняет большинство физиологических опасностей, связанных с глубокими погружениями – пассажиру не требуется декомпрессия, нет необходимости в специальных газовых смесях, нет опасности азотного наркоза – за счет более высокой стоимости, сложной логистики и потери ловкость. [59] [60]
Некоторые функции водолазов могут выполнять автономные подводные аппараты (АНПА) и подводные аппараты с дистанционным управлением (ДУА). Их можно размещать на большей глубине и в более опасных условиях. AUV — это робот, который перемещается под водой, не требуя вмешательства оператора в режиме реального времени. АНПА составляют часть более крупной группы беспилотных подводных систем, в которую входят неавтономные подводные аппараты, которые управляются и получают питание с поверхности оператором/пилотом через шлангокабель или с помощью дистанционного управления. В военных целях АНПА часто называют беспилотными подводными аппаратами (НПА). [61] [62]
Люди могут заниматься дайвингом по разным причинам, как личным, так и профессиональным. В то время как недавно получивший квалификацию дайвер-любитель может погружаться исключительно ради опыта дайвинга, у большинства дайверов есть дополнительная причина находиться под водой. Рекреационный дайвинг предназначен исключительно для удовольствия и включает несколько специализаций и технических дисциплин , предоставляющих больше возможностей для различных видов деятельности, для которых может быть предложена специальная подготовка, таких как пещерный дайвинг , дайвинг на затонувшие объекты , подледный дайвинг и глубокие погружения . [63] [64] Несколько подводных видов спорта доступны для тренировок и соревнований. [65]
Существуют различные аспекты профессионального дайвинга : от подработки до карьеры на всю жизнь. К профессионалам в индустрии любительского дайвинга относятся инструкторы-тренеры, инструкторы по дайвингу, помощники инструкторов, дайвмастера , гиды по дайвингу и техники по подводному плаванию. Индустрия подводного туризма развивалась для обслуживания любительского дайвинга в регионах с популярными местами для дайвинга. Коммерческий дайвинг связан с промышленностью и включает в себя инженерные задачи, такие как разведка углеводородов , морское строительство , обслуживание плотин и портовые работы. Коммерческие водолазы также могут быть наняты для выполнения задач, связанных с морской деятельностью, таких как военно-морское дайвинг , эксплуатация судов , спасательные работы на море или аквакультура . [66] [67] [68]
Другие специализированные области дайвинга включают военный дайвинг с долгой историей военных водолазов , выполнявших различные роли. Они могут выполнять такие функции, как прямой бой, разведка, проникновение в тыл противника, установка мин, обезвреживание бомб или инженерные операции. [69]
В ходе гражданских операций водолазные подразделения полиции проводят поисково-спасательные операции и собирают улики. В некоторых случаях команды водолазов-спасателей также могут входить в состав пожарной части , парамедицинской службы , морской спасательной службы или подразделения спасателей , и это можно классифицировать как дайвинг для общественной безопасности . [70] [71] Есть также профессиональные медиа-дайверы , такие как подводные фотографы и видеооператоры , которые записывают подводный мир, и научные дайверы в областях исследования, связанных с подводной средой, в том числе морские биологи , геологи , гидрологи , океанографы , спелеологи и подводные археологи . [72] [68] [73]
Выбор между снаряжением для подводного плавания с аквалангом и снаряжением для подводного плавания с поверхности основан как на юридических, так и на логистических ограничениях. Если дайверу требуется мобильность и большой диапазон движений, обычно лучшим выбором является акваланг, если это позволяют ограничения безопасности и законодательства. В соответствии с законодательством и сводами правил работы повышенного риска, особенно коммерческий дайвинг, могут быть ограничены использованием оборудования, поставляемого с поверхности. [49] [73] [74]
Фридайвинг как широко распространенный способ охоты и собирательства, как для еды, так и для других ценных ресурсов, таких как жемчуг и кораллы , датируется примерно 4500 годом до нашей эры. [75] В классические греческие и римские времена были созданы коммерческие приложения для дайвинга, такие как ныряние за губками и спасение морских животных . [76] Военный дайвинг возник, по крайней мере, со времен Пелопоннесской войны , [77] а его развлекательные и спортивные применения стали недавней разработкой. Технологическое развитие дайвинга под атмосферным давлением началось с каменных грузов ( скандалопетра ) для быстрого спуска и веревки для подъема. [76] Водолазный колокол — один из первых видов снаряжения для подводных работ и разведки. [78] Его использование было впервые описано Аристотелем в 4 веке до нашей эры. [79] В 16 и 17 веках нашей эры водолазные колокола стали более полезными, когда дайверу на глубине можно было обеспечить возобновляемый запас воздуха, [80] и превратились в водолазные шлемы с надводным питанием - по сути, миниатюрные водолазные колокола, закрывающие голову дайвера и подавался сжатым воздухом с помощью насосов с ручным управлением , которые были усовершенствованы за счет прикрепления к шлему водонепроницаемого костюма. [80] [81] В начале 19 века они стали стандартным костюмом для дайвинга , [80] что сделало возможным гораздо более широкий спектр морских проектов гражданского строительства и спасения. [80] [82] [83]
Ограничения в мобильности систем с надводным питанием способствовали развитию в 20 веке подводного плавания как с открытым, так и с закрытым контуром , которые дают дайверу гораздо большую автономию. [84] [85] [86] Они стали популярными во время Второй мировой войны для тайных военных операций , а после войны для научных , поисково-спасательных, медиа-дайвинга , рекреационного и технического дайвинга . Тяжелые медные шлемы со свободным потоком воздуха, подаваемые с поверхности, превратились в легкие шлемы , [80] которые более экономичны с дыхательным газом, что важно для более глубоких погружений с использованием дорогих дыхательных смесей на основе гелия . Погружения с насыщением снизили риск декомпрессионной болезни при глубоких и длительных воздействиях. [69] [87] [80]
Альтернативным подходом была разработка ADS или бронекостюма, который изолирует дайвера от давления на глубине за счет механической сложности и ограниченной ловкости. Технология впервые стала практической в середине 20 века. [60] [88] Изоляция дайвера от окружающей среды получила дальнейшее развитие благодаря развитию подводных аппаратов с дистанционным управлением (ROV или ROUV) в конце 20-го века, где оператор управляет ROV с поверхности, а также автономных подводных аппаратов ( AUV), которые вообще обходятся без оператора. Все эти режимы до сих пор используются, и каждый из них имеет ряд применений, в которых он имеет преимущества перед другими, хотя водолазные колокола в основном стали средством передвижения для дайверов с надводным питанием. В некоторых случаях особенно эффективны комбинации, такие как одновременное использование водолазного снаряжения, ориентированного на поверхность или насыщения с поверхности, и дистанционно управляемых транспортных средств рабочего или наблюдательного класса. [83] [89]
К концу 19 века, когда спасательные операции стали глубже и продолжительнее, дайверов начала поражать необъяснимая болезнь; у них возникали затруднения с дыханием, головокружения, боли в суставах и паралич, иногда приводивший к смерти. Проблема была уже хорошо известна рабочим, строящим туннели и опоры мостов, работающим под давлением в кессонах , и первоначально называлась кессонной болезнью ; Позже его переименовали в «изгибы» , потому что из-за боли в суставах пациент обычно сутулился . Первые сообщения о болезни были сделаны во время операции по спасению Чарльза Пэсли , но ученые все еще не знали о ее причинах. [83]
Французский физиолог Поль Берт был первым, кто понял это как декомпрессионную болезнь (ДКБ). Его работа La Pression barométrique (1878) представляла собой всестороннее исследование физиологического воздействия давления воздуха как выше, так и ниже нормального. [90] Он определил, что вдыхание сжатого воздуха вызывает растворение азота в кровотоке ; быстрая разгерметизация затем переведет азот в газообразное состояние, образуя пузырьки, которые могут блокировать кровообращение и потенциально вызвать паралич или смерть. Кислородная токсичность центральной нервной системы также была впервые описана в этой публикации и иногда называется «эффектом Пола Берта». [90] [91]
Джон Скотт Холдейн спроектировал декомпрессионную камеру в 1907 году и изготовил первые декомпрессионные таблицы для Королевского флота в 1908 году после обширных экспериментов на животных и людях. [92] [93] [94] В этих таблицах установлен метод поэтапной декомпрессии – он остается основой методов декомпрессии по сей день. По рекомендации Холдейна максимальная безопасная рабочая глубина для дайверов была увеличена до 61 метра (200 футов). [69]
ВМС США продолжили исследования декомпрессии, и в 1915 году Френч и Стилсон разработали первые таблицы декомпрессии Бюро строительства и ремонта . [95] Экспериментальные погружения были проведены в 1930-х годах и легли в основу таблиц декомпрессии воздуха ВМС США 1937 года. Декомпрессия поверхности и использование кислорода также исследовались в 1930-х годах. Таблицы ВМС США 1957 года были разработаны для исправления проблем, обнаруженных в таблицах 1937 года. [96]
В 1965 году Хью ЛеМессюрье и Брайан Эндрю Хиллс опубликовали свою статью «Термодинамический подход , возникший в результате исследования методов дайвинга в Торресовом проливе» , в которой предположили, что декомпрессия по графикам, основанным на традиционных моделях, приводит к бессимптомному образованию пузырьков, которые затем должны быть повторно растворены при декомпрессии. останавливается до того, как его можно будет устранить. Это медленнее, чем удаление газа, пока он еще находится в растворе, и указывает на важность минимизации количества газа в пузырьковой фазе для эффективной декомпрессии. [97] [98]
М.П. Спенсер показал, что ультразвуковые допплеровские методы могут обнаруживать венозные пузырьки у бессимптомных дайверов, [99] а доктор Эндрю Пилманис показал, что безопасность предотвращает снижение образования пузырьков. [96] В 1981 году Д.Э. Юнт описал модель переменной проницаемости , предложив механизм образования пузырьков. [100] За этим последовало несколько других моделей пузырей . Патофизиология декомпрессионной болезни еще не полностью изучена, но практика декомпрессии достигла стадии, когда риск довольно низок, и большинство случаев успешно лечатся с помощью терапевтической рекомпрессии и гипербарической оксигенации . Смеси дыхательных газов используются для уменьшения воздействия гипербарической среды на дайверов под давлением окружающей среды. [96] [101] [102]
Эффективная декомпрессия требует, чтобы дайвер всплывал достаточно быстро, чтобы установить как можно более высокий градиент декомпрессии в максимально возможном количестве тканей, не провоцируя образования симптоматических пузырей. Этому способствует максимально допустимое безопасное парциальное давление кислорода в дыхательном газе и отсутствие изменений газа, которые могут вызвать образование или рост контрдиффузионных пузырьков. Разработка графиков, которые были бы одновременно безопасными и эффективными, осложнялась большим количеством переменных и неопределенностей, включая индивидуальные различия в реакции на различные условия окружающей среды и рабочую нагрузку. [103]
Среда для дайвинга ограничена доступностью и риском, но включает воду, а иногда и другие жидкости. Большинство подводных погружений совершается в более мелких прибрежных частях океанов и во внутренних водоемах с пресной водой, включая озера, плотины, карьеры, реки, источники, затопленные пещеры, водохранилища, резервуары, бассейны и каналы, но также можно заниматься дайвингом. в воздуховодах и канализационных коллекторах большого диаметра, системах охлаждения электростанций, грузовых и балластных цистернах судов, а также в жидкостном промышленном оборудовании. Окружающая среда может влиять на конфигурацию снаряжения: например, пресная вода менее плотна, чем соленая, поэтому для достижения нейтральной плавучести дайвера при погружениях в пресной воде требуется меньший дополнительный вес. [104] Температура воды, видимость и движение также влияют на дайвера и план погружения. [105] Погружение в жидкости, отличные от воды, может представлять особые проблемы из-за плотности, вязкости и химической совместимости водолазного снаряжения, а также возможных опасностей для окружающей среды для водолазной команды. [106]
Благоприятные условия, иногда также называемые закрытой водой , представляют собой среду с низким риском, в которой дайвер крайне маловероятен или невозможен заблудиться или попасть в ловушку или подвергнуться опасности, отличной от основной подводной среды. Эти условия подходят для первоначального обучения критическим навыкам выживания и включают в себя плавательные бассейны, тренировочные резервуары, аквариумы и некоторые мелководные и защищенные участки береговой линии. [107]
Открытая вода — это неограниченная вода, такая как море, озеро или затопленный карьер , где дайвер имеет беспрепятственный прямой вертикальный доступ к поверхности воды, контактирующей с атмосферой. [108] Подводное плавание в открытой воде подразумевает, что в случае возникновения проблемы дайвер может подняться прямо вертикально в атмосферу, чтобы подышать воздухом. [109] Прыжки на стену выполняются вдоль почти вертикальной поверхности. Погружение в открытую воду осуществляется при хорошей видимости в средней части воды , когда дно находится вне поля зрения дайвера и может отсутствовать постоянный визуальный ориентир. [110] Подводное плавание в черной воде — это погружение в толщу воды ночью, особенно в безлунную ночь. [111] [112]
Среда погружения над головой или с проникновением - это когда дайвер входит в пространство, из которого нет прямого, чисто вертикального подъема к безопасной атмосфере, пригодной для дыхания на поверхности. Примерами являются пещерный дайвинг , дайвинг на затонувшие объекты , подледный дайвинг и дайвинг внутри или под другими естественными или искусственными подводными сооружениями или ограждениями. Ограничение на прямое всплытие увеличивает риск ныряния под над головой, и эта проблема обычно решается путем адаптации процедур и использования оборудования, такого как резервные источники дыхательного газа и направляющие линии для указания маршрута к выходу. [73] [106] [105]
Ночное погружение может позволить дайверу окунуться в другую подводную среду , поскольку многие морские животные ведут ночной образ жизни . [113] Высотные погружения , например, в горных озерах, требуют внесения изменений в график декомпрессии из-за пониженного атмосферного давления. [114] [115]
Предел глубины любительского дайвинга, установленный стандартом EN 14153-2 / ISO 24801-2 уровня 2 « Автономный дайвер », составляет 20 метров (66 футов). [116] Рекомендуемый предел глубины для более подготовленных дайверов-любителей варьируется от 30 метров (98 футов) для дайверов PADI, [117] (это глубина, на которой симптомы азотного наркоза обычно начинают проявляться у взрослых) до 40 метров. (130 футов), указанный Советом по рекреационному подводному плаванию , [117] 50 метров (160 футов) для дайверов Британского подводного клуба и Ассоциации подводного плавания , вдыхающих воздух, [118] и 60 метров (200 футов) для команд 2–3 французских дайвера-любителя 3-го уровня, воздух для дыхания. [119]
Для технических дайверов рекомендуемая максимальная глубина больше при том понимании, что они будут использовать меньше наркотических газовых смесей. 100 метров (330 футов) — это максимальная глубина, разрешенная для дайверов, прошедших сертификацию Trimix Diver с IANTD [120] или сертификацию Advanced Trimix Diver с TDI . [121] 332 метра (1089 футов) — мировой рекорд глубины подводного плавания (2014 г.). [122] Коммерческие дайверы, использующие методы насыщения и дыхательные газы гелиокс, обычно превышают 100 метров (330 футов), но они также ограничены физиологическими ограничениями. Экспериментальные погружения Comex Hydra 8 достигли рекордной глубины открытой воды 534 метра (1752 фута) в 1988 году. [123] Водолазные костюмы под атмосферным давлением в основном ограничены технологией шарнирных уплотнений, а водолаз ВМС США нырнул на глубину 610 метров 2000 футов) в одном. [124] [125]
Общий термин для обозначения места, где можно нырять, — дайв-сайт. Как правило, профессиональный дайвинг осуществляется там, где необходимо выполнить работу, а любительский дайвинг - там, где подходящие условия. Существует множество зарегистрированных и опубликованных мест для рекреационного дайвинга , которые известны своим удобством, достопримечательностями и часто благоприятными условиями. В центрах подготовки дайверов как для профессиональных дайверов, так и для дайверов-любителей обычно используется небольшой набор знакомых и удобных мест для дайвинга, где условия предсказуемы, а риск для окружающей среды относительно невелик. [126]
Из-за рисков, присущих окружающей среде, и необходимости правильной эксплуатации оборудования как в нормальных условиях, так и во время происшествий, когда неспособность отреагировать должным образом и быстро может иметь фатальные последствия, при подготовке оборудования, подготовке к погружению, во время погружения, если все идет по плану, после погружения и в случае разумно предсказуемой непредвиденной ситуации. Стандартные процедуры не обязательно являются единственным способом действий, который приведет к удовлетворительному результату, но обычно это процедуры, которые, как было доказано экспериментом и опытом, работают хорошо и надежно при применении в ответ на данные обстоятельства. [127] Вся формальная подготовка дайверов основана на изучении стандартных навыков и процедур, а во многих случаях – на дополнительном изучении важнейших навыков до тех пор, пока процедуры не начнут выполняться без колебаний, даже при наличии отвлекающих обстоятельств. Там, где это практически осуществимо, можно использовать контрольные списки для обеспечения того, чтобы подготовительные процедуры выполнялись в правильной последовательности и чтобы ни один этап не был случайно пропущен. [128] [129] [130]
Некоторые процедуры являются общими для всех пилотируемых режимов погружения, но большинство из них специфичны для каждого режима погружения, а многие зависят от используемого оборудования. [131] [132] [130] Процедуры дайвинга – это процедуры, которые непосредственно связаны с безопасностью и эффективностью дайвинга, но не включают навыки, специфичные для выполнения задачи. Стандартные процедуры особенно полезны там, где связь осуществляется с помощью рук или сигналов веревки ( сигналы рукой и веревкой сами по себе являются примерами стандартных процедур), поскольку общающиеся стороны имеют лучшее представление о том, что другая сторона может сделать в ответ. Там, где доступна голосовая связь , стандартизированный протокол связи сокращает время, необходимое для передачи необходимой информации, и снижает частоту ошибок при передаче. [133]
Процедуры дайвинга обычно включают правильное применение соответствующих навыков дайвинга в соответствии с текущими обстоятельствами и варьируются от выбора и тестирования оборудования, соответствующего дайверу и плану погружения, до спасения себя или другого дайвера в опасной для жизни чрезвычайной ситуации. Во многих случаях то, что может представлять угрозу для жизни неподготовленного или недостаточно квалифицированного дайвера, является простым раздражением и незначительным отвлечением для опытного дайвера, который без колебаний применяет правильную процедуру. Профессиональные дайверы, как правило, более строго придерживаются стандартных рабочих процедур, чем дайверы-любители, которые ни по закону, ни по контракту не обязаны следовать им, но известно, что распространенность несчастных случаев при погружениях сильно коррелирует с человеческими ошибками, которые чаще встречаются у дайверов с меньше подготовки и опыта. [128] Философия технического дайвинга «Doing It Right» решительно поддерживает общие стандартные процедуры для всех членов дайв- команды и предписывает процедуры и конфигурацию оборудования, которые могут повлиять на процедуры для членов их организаций. [105]
Термины «навыки дайвинга » и «процедуры дайвинга» во многом взаимозаменяемы, но процедура может требовать упорядоченного применения нескольких навыков и является более широким термином. Процедура также может условно разветвляться или требовать повторного применения навыка, в зависимости от обстоятельств. Обучение дайвера построено вокруг изучения и практики стандартных процедур до тех пор, пока дайвер не будет признан компетентным, чтобы надежно применять их в разумно предсказуемых обстоятельствах, а выданный сертификат ограничивает дайвера средой и оборудованием, которые совместимы с его подготовкой и оцененными уровнями навыков. Обучение и оценка навыков и процедур дайвинга часто ограничиваются зарегистрированными инструкторами , которые были признаны компетентными в обучении и оценке этих навыков органом по сертификации или регистрации , который берет на себя ответственность за объявление дайвера компетентным в соответствии с их критериями оценки . Обучение и оценка других целенаправленных навыков обычно не требуют присутствия инструктора по дайвингу. [130]
Существует значительная разница в процедурах дайвинга профессиональных дайверов, где по закону требуется наличие команды водолазов с официально назначенными членами на определенные должности и с признанной компетентностью, [134] и любительского дайвинга, где в большинстве юрисдикций дайвер не ограничен конкретными условиями. законам, и во многих случаях не требуется предоставлять какие-либо доказательства компетентности. [66] [74]
Обучение подводным дайверам обычно проводится квалифицированным инструктором , который является членом одного из многих агентств по обучению дайверов или зарегистрирован в государственном учреждении. Базовая подготовка дайверов влечет за собой освоение навыков, необходимых для безопасного ведения деятельности в подводной среде, и включает процедуры и навыки использования водолазного снаряжения, техники безопасности, экстренной самопомощи и процедур спасения, планирования погружений и использования таблиц для погружений. . [135] [136] Сигналы руками при нырянии используются для общения под водой. Профессиональные дайверы также научатся другим методам общения. [135] [136]
Дайвер начального уровня должен изучить методы дыхания под водой с помощью регулятора давления, включая очистку его от воды и возврат ее в случае выпадения изо рта, а также очистку маски, если она затоплена. Это важнейшие навыки выживания, и, если они не компетентны, дайвер подвергается высокому риску утонуть. Связанный с этим навык заключается в совместном использовании дыхательного газа с другим дайвером, как донором, так и реципиентом. Обычно это делается с помощью вторичного клапана регулирования, предназначенного для этой цели. Технические и профессиональные дайверы также узнают, как использовать резервный запас газа, хранящийся в независимом комплекте для подводного плавания, известный как аварийный запас газа или аварийный баллон. [135] [136]
Чтобы избежать травм во время спуска, дайверы должны уметь выравнивать уши , носовые пазухи и маску; они также должны научиться не задерживать дыхание при подъеме, чтобы избежать баротравмы легких. Скорость всплытия необходимо контролировать во избежание декомпрессионной болезни, что требует навыков управления плавучестью. Хороший контроль плавучести и балансировка также позволяют дайверу маневрировать и передвигаться безопасно, комфортно и эффективно, используя плавники для движения. [135] [136]
Большинство агентств по сертификации дайверов считают некоторые знания физиологии и физики дайвинга необходимыми, поскольку среда для дайвинга чужая и относительно враждебная для людей. Требуемые знания физики и физиологии довольно базовые и помогают дайверу понять влияние окружающей среды для дайвинга, чтобы стало возможным осознанное принятие связанных с этим рисков. Физика в основном связана с газами под давлением, плавучестью , потерями тепла и светом под водой. Физиология связывает физику с воздействием на организм человека, чтобы обеспечить базовое понимание причин и рисков баротравмы , декомпрессионной болезни, газовой токсичности, переохлаждения , утопления и сенсорных изменений. Более продвинутая подготовка часто включает в себя навыки оказания первой помощи и спасения, навыки обращения со специальным водолазным снаряжением и навыки работы под водой. [135] [136] Требуется дальнейшее обучение для развития навыков, необходимых для дайвинга в более широком диапазоне сред со специальным оборудованием, а также для того, чтобы стать компетентным для выполнения различных подводных задач. [106] [105] [48] [69]
Медицинские аспекты дайвинга и гипербарического воздействия включают обследование водолазов для установления медицинской годности к погружениям, диагностику и лечение нарушений дайвинга , лечение рекомпрессионной и гипербарической оксигенотерапией , токсическое воздействие газов в гипербарической среде [1] и лечение травм. возникающие во время погружения и не связанные напрямую с погружением, глубиной или давлением. [80]
Медицинская пригодность к погружению – это медицинская и физическая пригодность дайвера для безопасной работы в подводной среде с использованием оборудования и процедур для подводного плавания. В качестве общего принципа пригодность к погружению зависит от отсутствия условий, которые представляли бы неприемлемый риск для дайвера, а для профессиональных дайверов - для любого члена команды водолазов. Общие требования к физической подготовке также часто устанавливаются сертифицирующим агентством и обычно связаны с умением плавать и выполнять действия, связанные с соответствующим типом дайвинга. Общие опасности дайвинга практически одинаковы для дайверов-любителей и профессиональных дайверов, но риски различаются в зависимости от используемых процедур дайвинга. Эти риски снижаются за счет соответствующих навыков и оборудования. Медицинская пригодность к погружению обычно подразумевает, что у дайвера нет известных заболеваний, которые ограничивают его способность выполнять работу или ставят под угрозу безопасность дайвера или команды, которые могут ухудшиться в результате погружения или неприемлемо предрасполагать дайвера к дайвингу. или профессиональное заболевание. [137]
В зависимости от обстоятельств, годность к погружению может быть подтверждена подписанным дайвером заявлением о том, что он или она не страдает ни одним из дисквалифицирующих состояний и способен справляться с обычными физическими требованиями, необходимыми для дайвинга, путем детального медицинского осмотра, проводимого дайвером. врач, зарегистрированный в качестве судмедэксперта водолазов в соответствии с установленным процедурным контрольным списком, подтвержденный юридическим документом о годности к погружению, выданным судмедэкспертом и зарегистрированным в национальной базе данных, или альтернативами между этими крайностями. [138] [74]
Психологическая готовность к погружению обычно не оценивается перед обучением дайверов-любителей или коммерческих дайверов, но может повлиять на безопасность и успех карьеры дайвера. [139]
Дайвинг-медицина – это диагностика, лечение и профилактика состояний, вызванных воздействием дайверов в подводной среде. Он включает в себя влияние давления на газонаполненные пространства внутри тела и в контакте с ним, а также парциальные давления компонентов дыхательного газа, диагностику и лечение состояний, вызванных опасными морскими явлениями, а также определение пригодности для дайвинга и побочные эффекты препаратов, используемых для лечение других заболеваний влияет на безопасность дайвера. Гипербарическая медицина — еще одна область, связанная с дайвингом, поскольку рекомпрессия в барокамере с гипербарической кислородной терапией является окончательным лечением двух наиболее важных заболеваний, связанных с дайвингом: декомпрессионной болезни и артериальной газовой эмболии . [140] [141]
Водолазная медицина занимается медицинскими исследованиями по вопросам дайвинга, профилактикой заболеваний, связанных с дайвингом , лечением травм, полученных в результате несчастных случаев при дайвинге, и фитнесом для дайвинга. Направление включает в себя влияние на организм человека дыхательных газов и их примесей под высоким давлением, а также взаимосвязь между состоянием физического и психологического здоровья водолаза и безопасностью. При несчастных случаях при дайвинге часто несколько нарушений возникают одновременно и взаимодействуют друг с другом, как в качестве причин, так и в качестве осложнений. Дайвинг-медицина — это раздел медицины труда и спортивной медицины , а первая помощь и распознавание симптомов заболеваний, связанных с дайвингом, являются важными частями обучения дайверов. [1]
Риск – это сочетание опасности, уязвимости и вероятности возникновения, которое может представлять собой вероятность конкретного нежелательного последствия опасности или совокупную вероятность нежелательных последствий всех опасностей деятельности. [142]
Наличие комбинации нескольких опасностей одновременно является обычным явлением в дайвинге, и в результате обычно увеличивается риск для дайвера, особенно когда возникновение инцидента, вызванного одной опасностью, вызывает другие опасности с последующим каскадом инцидентов. Многие смертельные случаи при дайвинге являются результатом каскада инцидентов, которые подавляют дайвера, который должен быть в состоянии справиться с любым отдельным разумно предсказуемым инцидентом и его вероятными прямыми последствиями. [143] [144] [145]
Коммерческие водолазные операции могут подвергать дайвера большему, а иногда и большему риску, чем любительское дайвинг, но соответствующее законодательство в области охраны труда и техники безопасности менее терпимо к риску, чем могут быть готовы принять рекреационные, особенно технические дайверы. [143] [144] Коммерческие водолазные операции также ограничены физическими реалиями операционной среды, и для контроля риска часто необходимы дорогостоящие инженерные решения. Формальная идентификация опасностей и оценка рисков являются стандартной и обязательной частью планирования коммерческих водолазных операций, и это также относится к морским водолазным операциям. Эта профессия по своей сути опасна, и для того, чтобы удержать риск в допустимых пределах, обычно приходится прилагать огромные усилия и затраты. По возможности соблюдаются стандартные методы снижения риска . [143] [144] [146]
Статистические данные о травмах, связанных с коммерческим дайвингом, обычно собираются национальными регулирующими органами. В Великобритании Управление по охране труда и технике безопасности (HSE) отвечает за проверку деятельности около 5000 коммерческих дайверов; в Норвегии соответствующим органом является Управление по безопасности нефти Норвегии (PSA), которое ведет базу данных DSYS с 1985 года, собирая статистические данные о более чем 50 000 водолазных часах коммерческой деятельности в год. [147] [148] Риск смерти во время рекреационного , научного или коммерческого дайвинга невелик, а при подводном плавании смертельные случаи обычно связаны с плохим обращением с газом , плохим контролем плавучести , неправильным использованием оборудования, попаданием в ловушки, бурными водными условиями и ранее существовавшими проблемы со здоровьем. Некоторые смертельные случаи неизбежны и вызваны непредвиденными ситуациями, выходящими из-под контроля, но большинство смертельных случаев при дайвинге можно объяснить человеческой ошибкой со стороны жертвы. [149] В период с 2006 по 2015 год жители США совершили около 306 миллионов рекреационных погружений и 563 случая смерти среди рекреационных дайвингов среди этой группы населения. Уровень смертности составил 1,8 на миллион рекреационных погружений и 47 смертей на каждую 1000 обращений в отделение неотложной помощи из-за травм, связанных с подводным плаванием. [150]
Смертельные случаи при подводном плавании имеют серьезные финансовые последствия в виде потери дохода, потери бизнеса, увеличения страховых взносов и высоких судебных издержек. [149] Отказ оборудования при подводном плавании с открытым контуром случается редко , и когда причиной смерти фиксируется утопление , это обычно является следствием неконтролируемой серии событий, в которых утопление является конечной точкой, поскольку оно произошло в воде, в то время как первоначальная причина остается неизвестным. [151] Если триггерное событие известно, чаще всего это нехватка дыхательного газа, за которой следуют проблемы с плавучестью. [152] Воздушную эмболию также часто называют причиной смерти, часто как следствие других факторов, ведущих к неконтролируемому и плохо управляемому всплытию , иногда усугубляемому медицинскими состояниями. Около четверти смертельных случаев при дайвинге связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, в основном у дайверов старшего возраста. Существует довольно большой объем данных о смертельных случаях при дайвинге, но во многих случаях эти данные недостаточны из-за стандартов расследования и отчетности. Это препятствует исследованиям, которые могли бы повысить безопасность дайверов. [151] [153]
Рыбаки-кустари и собиратели морских организмов в менее развитых странах могут подвергать себя относительно высокому риску, используя снаряжение для дайвинга, если они не понимают физиологических опасностей, особенно если они используют неадекватное оборудование. [154]
Водолазы работают в среде, к которой человеческое тело не приспособлено. Они сталкиваются с особым физическим риском и риском для здоровья, когда погружаются под воду или используют дыхательный газ под высоким давлением. Последствия инцидентов с дайвингом варьируются от просто досадных до быстро фатальных, и результат часто зависит от снаряжения, навыков, реакции и физической подготовки дайвера и команды водолазов. Опасности включают водную среду , использование дыхательного оборудования в подводной среде , воздействие среды под давлением и изменения давления , особенно изменения давления во время спуска и подъема, а также дыхательные газы при высоком давлении окружающей среды. Снаряжение для дайвинга, кроме дыхательного аппарата , обычно надежно, но известно, что оно выходит из строя, а потеря контроля плавучести или тепловой защиты может стать серьезным бременем, которое может привести к более серьезным проблемам. Существуют также опасности, связанные с конкретной средой для дайвинга , которые включают сильное движение воды и местные перепады давления, а также опасности, связанные с доступом к воде и выходом из нее, которые варьируются от места к месту, а также могут меняться со временем. Опасности, присущие дайверу, включают ранее существовавшие физиологические и психологические состояния , а также личное поведение и компетентность человека. Для тех, кто занимается другими видами деятельности во время дайвинга, существуют дополнительные опасности, связанные с нагрузкой, самой задачей погружения и специальным оборудованием, связанным с этой задачей. [155] [156]
Основными факторами, влияющими на безопасность дайвинга, являются окружающая среда, снаряжение для дайвинга и работоспособность дайвера и команды дайверов. Подводная среда чужда, требует как физического, так и психологического стресса и обычно не поддается контролю, хотя дайверы могут выбирать условия, в которых они готовы погружаться. Другие факторы необходимо контролировать, чтобы снизить общий стресс дайвера и позволить завершить погружение с приемлемой безопасностью. Это оборудование имеет решающее значение для безопасности дайверов и жизнеобеспечения, но в целом оно надежно, управляемо и предсказуемо в своей работе. [143]
Человеческие факторы — это физические или когнитивные свойства людей или социальное поведение, специфичное для людей, которые влияют на функционирование технологических систем, а также на равновесие человека и окружающей среды. [143] Человеческая ошибка неизбежна, и каждый когда-то совершает ошибки, а последствия этих ошибок разнообразны и зависят от многих факторов. Большинство ошибок незначительны и не причиняют вреда, но в условиях высокого риска, например, при дайвинге, ошибки с большей вероятностью будут иметь катастрофические последствия. Примеров человеческой ошибки, приводящей к несчастным случаям, имеется огромное количество, поскольку она является непосредственной причиной от 60% до 80% всех несчастных случаев. [157] Человеческие ошибки и паника считаются основными причинами несчастных случаев и смертельных исходов при дайвинге. Исследование Уильяма П. Моргана показывает, что более половины всех участвовавших в опросе дайверов в какой-то момент своей дайверской карьеры испытывали панику под водой [158] , и эти результаты были независимо подтверждены опросом, который показал, что 65% дайверов-любителей испытывали панику. под водой. [159] Паника часто приводит к ошибкам в суждениях или действиях дайвера и может привести к несчастному случаю. [144] [158] [160] [161] [162] Безопасность подводных водолазных работ можно повысить за счет снижения частоты человеческих ошибок и последствий, когда они происходят. [143]
Только 4,46% смертельных случаев среди любителей дайвинга в исследовании 1997 года были связаны с одной сопутствующей причиной. [163] Остальные смертельные случаи, вероятно, возникли в результате прогрессирующей последовательности событий, включающих две или более процедурные ошибки или отказы оборудования, а также поскольку процедурных ошибок обычно можно избежать хорошо обученному, умному и бдительному дайверу, работающему в организованной структуре. , а не в условиях чрезмерного стресса, был сделан вывод, что именно этим фактором обусловлена низкая аварийность в профессиональном подводном плавании. [164] Исследование также пришло к выводу, что невозможно устранить все незначительные противопоказания к подводному плаванию, поскольку это приведет к чрезмерной бюрократии и остановке всех занятий дайвингом. [163]
Человеческий фактор при проектировании водолазного снаряжения — это влияние взаимодействия дайвера и оборудования на конструкцию снаряжения, от которого дайвер полагается, чтобы оставаться в живых и чувствовать себя в разумном комфорте, а также выполнять запланированные задачи во время погружения. Конструкция оборудования может сильно влиять на его эффективность при выполнении желаемых функций. Дайверы значительно различаются по антропометрическим размерам , физической силе , гибкости суставов и другим физиологическим характеристикам в пределах приемлемой пригодности для дайвинга. Снаряжение для дайвинга должно обеспечивать максимально полный набор функций и должно соответствовать дайверу, окружающей среде и задаче. Снаряжением для дайвинга обычно пользуется широкий круг дайверов, и оно должно подходить им всем. [165]
Самыми сложными этапами погружения для дайверов-любителей являются занятия вне воды и переходы между водой и поверхностью, такие как переноска снаряжения на берег, выход из воды в лодку и на берег, плавание на поверхности и одевание снаряжения. Безопасность и надежность, возможность индивидуальной настройки, производительность и простота были оценены дайверами-любителями как наиболее важные характеристики снаряжения для дайвинга. [165] [166] Профессиональному дайверу помогает наземная команда , которая готова оказать помощь при занятиях вне воды в той степени, в которой это необходимо для снижения связанного с ними риска до уровня, приемлемого с точки зрения руководящих правил. и кодексы практики. [49] [74] [134] [57]
Управление рисками водолазных работ включает обычные меры технического контроля , [a] административный контроль и процедуры, [b] и средства индивидуальной защиты , [c] включая выявление опасностей и оценку рисков (HIRA), защитное оборудование , медицинский осмотр , обучение и стандартизированные процедуры . [168] [167] Профессиональные дайверы, как правило, по закону обязаны выполнять и официально фиксировать эти меры, [146] и хотя дайверы-любители по закону не обязаны выполнять многие из них, [74] компетентные дайверы-любители, и особенно технические дайверы, обычно выполняют их неформально, но регулярно, и они являются важной частью обучения технических дайверов. Например, медицинское заключение или осмотр пригодности, оценка и инструктаж перед погружением, тренировки по технике безопасности, тепловая защита, дублирование оборудования, альтернативный источник воздуха , проверка напарника, процедуры погружения с напарником или командой , планирование погружения , использование дайв-компьютеров для мониторинга. и записывать профиль погружения и статус декомпрессии, подводные сигналы руками , а также иметь при себе оборудование для оказания первой помощи и подачи кислорода - все это обычно является частью технического дайвинга. [169]
Коммерческий и военный дайвинг на суше и во внутренних водах регулируется законодательством многих стран. В этих случаях устанавливается ответственность работодателя, клиента и водолазного персонала; [74] [146] Морские коммерческие погружения могут осуществляться в международных водах и часто выполняются в соответствии с руководящими принципами добровольных членских организаций, таких как Международная ассоциация морских подрядчиков (IMCA), которая публикует своды принятых передовых практик, которые их организации-члены как ожидается, последуют. [57] [170]
Обучение дайверов-любителей и руководство дайвингом регулируются отраслью в некоторых странах и только в некоторых из них напрямую регулируются государством. В Великобритании законодательство HSE включает обучение дайверов-любителей и руководство дайвингом за вознаграждение; [146] В США и Южной Африке принято отраслевое регулирование, хотя неспецифическое законодательство по охране труда и технике безопасности по-прежнему применяется. [171] [74] В Израиле деятельность по любительскому дайвингу регулируется Законом о любительском дайвинге 1979 года. [172]
Юридическая ответственность поставщиков услуг по любительскому дайвингу обычно ограничивается, насколько это возможно, отказами , которые они требуют от клиента подписать перед тем, как заниматься какой-либо деятельностью по дайвингу. Объем обязанностей по уходу за напарниками-дайверами-любителями неясен и стал предметом серьезных судебных разбирательств. Вполне вероятно, что это варьируется в зависимости от юрисдикции. Несмотря на отсутствие ясности, агентства по обучению дайверов-любителей рекомендуют погружения с напарником как более безопасные, чем одиночные погружения , а некоторые поставщики услуг настаивают на том, чтобы клиенты погружались парами с напарниками. [173] [174] [175]
Дайвинг-туризм — это отрасль, основанная на удовлетворении потребностей дайверов-любителей в местах, отличных от места их проживания. Он включает в себя аспекты обучения, продажи, аренды и обслуживания оборудования, экскурсий и экологического туризма . [176] [177] Транспорт к местам для дайвинга и обратно без удобного выхода на берег может быть обеспечен на базовых, однодневных экскурсионных лодках и лодках для дайвинга на борту . [178]
Мотивы путешествия с аквалангом сложны и могут значительно меняться в зависимости от развития и опыта дайвера. Участие может варьироваться от однократных до нескольких целевых поездок в год в течение нескольких десятилетий. Популярные места делятся на несколько групп, включая тропические рифы, затонувшие корабли и системы пещер, каждую из которых посещает своя группа энтузиастов, причем некоторые из них частично совпадают. Удовлетворенность клиентов во многом зависит от качества предоставляемых услуг, а личное общение оказывает сильное влияние на популярность конкретных поставщиков услуг в регионе. [176]
Профессиональный дайвинг включает в себя широкий спектр применений с разным экономическим эффектом. Все они поддерживают определенные отрасли промышленности, торговли, обороны или государственной службы, и их экономическое воздействие тесно связано с их важностью для соответствующего сектора, а также их влиянием на производство водолазного снаряжения и вспомогательные отрасли. Важность дайвинга для научного сообщества недостаточно изучена, но анализ публикаций показывает, что дайвинг поддерживает научные исследования в основном за счет эффективного и целевого отбора проб. [179]
Большинство режимов дайвинга требуют большого количества оборудования, и большая часть оборудования представляет собой либо системы жизнеобеспечения, либо специализированное оборудование для данного применения. Это привело к появлению обрабатывающей промышленности, поддерживающей как рекреационный, так и профессиональный дайвинг, где разработки в одном режиме часто находят применение в другом. С точки зрения общего количества дайверов, индустрия любительского дайвинга имеет гораздо больший рынок, но стоимость оборудования и относительно большие потребности в кадрах для профессионального дайвинга делают этот рынок сам по себе значительным. Международная ассоциация дайвинг-снаряжения и маркетинга (DEMA) существует для продвижения индустрии подводного плавания и подводного плавания. [180]
Количество активных аквалангистов не регистрируется систематически, но иногда оценивается с разной степенью достоверности. Одной из проблем является отсутствие общепринятого определения того, что представляет собой активный аквалангист. Ситуация с фридайверами и любителями подводного плавания еще менее ясна, поскольку большинство фридайверов нигде не имеют зарегистрированной квалификации. [181]
По оценкам Ассоциации дайвинг-снаряжения и маркетинга (DEMA), насчитывается от 2,5 до 3,5 миллионов активных аквалангистов в США и до 6 миллионов во всем мире, около 11 миллионов любителей подводного плавания в США и около 20 миллионов любителей подводного плавания по всему миру. [182] Ассоциация индустрии спорта и фитнеса (SFIA) сообщила о 2 351 000 случайных участниках и 823 000 основных участниках в 2019 году, также в США. Divers Alert Network (DAN) сообщила о количестве членов по всему миру в 2019 году: DAN США/Канада, 274 708; ДАН Европа – 123 680; ДАН Япония, 18 137; DAN World Азиатско-Тихоокеанский регион - 12 163; DAN World Латинская Америка/Бразилия – 8 008; ДАН Южная Африка, 5894 человека. [181]
Активная популяция аквалангистов в США может составлять менее 1 000 000, а возможно, и 500 000, в зависимости от определения активного дайвера . Цифры за пределами США менее однозначны. [181] Это можно сравнить с мировой статистикой PADI за 2021 год, в которой они утверждают, что с 1967 года было выдано более 28 миллионов сертификатов дайверов. [183]
Поступление недайверов на сертификационные курсы также является индикатором цифр, хотя нет данных о том, продолжает ли дайвер заниматься спортом после сертификации, если не зарегистрировано дальнейшее обучение. Три агентства по обучению и сертификации — Профессиональная ассоциация инструкторов по дайвингу (PADI), Scuba Diving International (SDI) и Scuba Schools International (SSI) сообщили в среднем о 22 325 сертификатах начального уровня в квартал. Оценить количество действующих инструкторов по подводному плаванию в США и за рубежом также сложно. Более 300 отдельных сертифицирующих агентств обучают и сертифицируют дайверов, руководителей дайв-лидеров и инструкторов, но есть также неизвестное количество инструкторов, зарегистрированных более чем в одном агентстве. По данным PADI, в 2019 году по всему миру насчитывалось 137 000 профессиональных членов (инструкторов и дайвмастеров). Если предположить, что PADI представляет 70% доли рынка, количество инструкторов во всем мире может составлять около 195 000. [181]
Американская академия подводных наук (AAUS) сообщает о 4500 дайверах в 150 программах научного дайвинга, входящих в организацию (2020 г.), а Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Бюро статистики труда сообщили о 3380 коммерческих дайверах в США (2018 г.). Число активных дайверов общественной безопасности в США также неизвестно, но, по оценкам, в 2019 году оно составит от 3000 до 5000. [181]
Воздействие рекреационного дайвинга на окружающую среду – это воздействие дайвинг-туризма на морскую среду. Обычно это считается неблагоприятным воздействием и включает в себя повреждение рифовых организмов некомпетентными и невежественными дайверами, но могут быть и положительные последствия, поскольку местные сообщества признают, что окружающая среда в хорошем состоянии более ценна, чем деградированная в результате ненадлежащего использования. что поощряет усилия по сохранению. В ХХ веке рекреационное подводное плавание с аквалангом считалось в целом оказывающим незначительное воздействие на окружающую среду и, следовательно, было одним из видов деятельности, разрешенных в большинстве охраняемых морских территорий. С 1970-х годов дайвинг превратился из элитного занятия в более доступный отдых, ориентированный на очень широкую аудиторию. В некоторой степени более тщательное обучение было заменено более качественным оборудованием, а снижение воспринимаемого риска сократило минимальные требования к обучению со стороны некоторых учебных агентств. Обучение сосредоточено на приемлемом риске для дайвера и меньше внимания уделяется окружающей среде. Рост популярности дайвинга и доступа туристов к чувствительным экологическим системам привели к признанию того, что эта деятельность может иметь серьезные последствия для окружающей среды. [184]
Популярность рекреационного подводного плавания с аквалангом выросла в 21 веке, о чем свидетельствует количество выданных сертификатов во всем мире, которое к 2016 году увеличилось примерно до 23 миллионов, то есть примерно по одному миллиону в год. [185] Дайвинг-туризм является растущей отраслью, и необходимо учитывать экологическую устойчивость , поскольку расширяющееся воздействие дайверов может отрицательно повлиять на морскую среду несколькими способами, и это воздействие также зависит от конкретной окружающей среды. Тропические коралловые рифы легче повредить из-за плохих навыков дайвинга, чем некоторые рифы умеренного пояса, где окружающая среда более устойчива из-за более суровых морских условий и меньшего количества хрупких, медленно растущих организмов. Те же приятные морские условия, которые позволяют развивать относительно деликатную и весьма разнообразную экологию, также привлекают наибольшее количество туристов, в том числе дайверов, которые погружаются нечасто, исключительно во время отпуска и никогда полностью не развивают навыки экологически безопасного погружения. [176] Было доказано, что обучение дайвингу с малой ударной нагрузкой эффективно снижает контакт с дайверами. [184]
Экологическое воздействие коммерческого дайвинга составляет лишь небольшую часть воздействия конкретной отрасли, поддерживаемой водолазными операциями, поскольку коммерческий дайвинг не осуществляется изолированно. В большинстве случаев воздействие водолазных работ незначительно по сравнению с общим проектом, и оценка воздействия на окружающую среду может потребоваться до того, как проект будет утвержден для некоторых классов проектов. [186] [187] Подводное содержание судов может быть исключением из этой общей тенденции, и могут потребоваться особые меры предосторожности для ограничения воздействия на окружающую среду. Некоторые из этих операций приводят к выбросу некоторого количества вредных материалов в воду, особенно операции по очистке корпуса, в результате которых выделяются противообрастающие токсины. [188] Во время этого процесса также могут выделяться чужеродные организмы, загрязняющие биообрастание. [188] : 15 Другие формы профессионального дайвинга , такие как научные и археологические погружения , планируются для минимизации воздействия, что может быть условием для подачи заявления на получение разрешения. [189] [190]
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )(Перепечатано из «Дайвинг и подводная медицина»)Дайверы также заплывали под воду из гавани.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список редакторов ( ссылка )
СМИ, связанные с подводным дайвингом, на Викискладе?