Nitrox - Nitrox

Eine Art von Identifikationsetikett für Nitrox-Flaschen

Nitrox bezieht sich auf jedes Gasgemisch, das (mit Ausnahme von Spurengasen) aus Stickstoff und Sauerstoff besteht . Dazu gehört die atmosphärische Luft , die etwa 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 1 % andere Gase, hauptsächlich Argon, enthält . Bei der üblichen Anwendung, dem Unterwassertauchen , wird Nitrox normalerweise von Luft unterschieden und anders gehandhabt. Die häufigste Verwendung von Nitroxmischungen Sauerstoff in höheren Anteilen als atmosphärische Luft in haltigen Tauchen , wo die reduzierte Partialdruck von Stickstoff ist vorteilhaft bei der Verringerung der Stickstoffaufnahme im Körpergewebe , wodurch die praktikablen Unterwassertauchzeit verlängert , indem die Verringerung der Dekompression Anforderung , oder das Risiko einer Dekompressionskrankheit (auch bekannt als Krümmungen ) zu verringern .

Beim oberflächenversorgten Tauchen wird Nitrox in geringerem Maße eingesetzt , da diese Vorteile durch die komplexeren logistischen Anforderungen an Nitrox gegenüber dem Einsatz einfacher Niederdruckkompressoren zur Atemgasversorgung gemindert werden. Nitrox kann auch bei der hyperbaren Behandlung von Dekompressionskrankheiten verwendet werden , normalerweise bei Drücken, bei denen reiner Sauerstoff gefährlich wäre. Nitrox ist in jeder Hinsicht kein sichereres Gas als Druckluft; Obwohl seine Verwendung das Risiko einer Dekompressionskrankheit verringern kann, erhöht es das Risiko von Sauerstofftoxizität und Feuer.

Obwohl nicht allgemein als Nitrox bezeichnet, wird Patienten mit beeinträchtigter Atmung und Kreislauf routinemäßig ein mit Sauerstoff angereichertes Luftgemisch bei normalem Oberflächenumgebungsdruck als Sauerstofftherapie zugeführt .

Physiologische Wirkungen unter Druck

Dekompressionsvorteile

Die Reduzierung des Stickstoffanteils durch Erhöhung des Sauerstoffanteils verringert das Risiko einer Dekompressionskrankheit bei gleichem Tauchprofil oder ermöglicht längere Tauchzeiten, ohne dass bei gleichem Risiko Dekompressionsstopps erforderlich sind . Der wesentliche Aspekt der verlängerten Nullzeit bei der Verwendung von Nitrox-Gemischen ist das reduzierte Risiko in einer Situation, in der die Atemgasversorgung beeinträchtigt ist, da der Taucher mit einem akzeptabel geringen Risiko einer Dekompressionskrankheit direkt an die Oberfläche aufsteigen kann. Die genauen Werte der verlängerten Nullzeiten variieren je nach Dekompressionsmodell, das zur Ableitung der Tabellen verwendet wurde, basiert jedoch als Näherung auf dem Stickstoffpartialdruck in der Tauchtiefe. Dieses Prinzip kann verwendet werden, um eine äquivalente Lufttiefe (EAD) mit dem gleichen Stickstoffpartialdruck wie das zu verwendende Gemisch zu berechnen, und diese Tiefe ist geringer als die tatsächliche Tauchtiefe für sauerstoffangereicherte Gemische. Die äquivalente Lufttiefe wird mit Luftdekompressionstabellen verwendet, um Dekompressionspflicht und Nullzeiten zu berechnen. Das Dekompressionsmodell von Goldman sagt eine signifikante Risikoreduktion durch die Verwendung von Nitrox voraus (mehr als die PADI-Tabellen vermuten lassen).

Stickstoffnarkose

Kontrollierte Tests haben nicht gezeigt, dass das Einatmen von Nitrox die Auswirkungen der Stickstoffnarkose verringert, da Sauerstoff unter Druck ähnlich narkotische Eigenschaften zu haben scheint wie Stickstoff; eine Reduktion der narkotischen Wirkung allein durch den Einsatz von Nitrox ist daher nicht zu erwarten. Nichtsdestotrotz gibt es Leute in der Tauchgemeinschaft, die darauf bestehen, dass sie beim Einatmen von Nitrox in der Tiefe eine geringere narkotische Wirkung spüren. Dies kann auf eine Dissoziation der subjektiven und verhaltensbezogenen Auswirkungen der Narkose zurückzuführen sein. Obwohl Sauerstoff an der Oberfläche chemisch narkotischer erscheint, wurden die relativen narkotischen Wirkungen in der Tiefe nie im Detail untersucht, aber es ist bekannt, dass verschiedene Gase mit zunehmender Tiefe unterschiedliche narkotische Wirkungen erzeugen. Helium hat keine narkotische Wirkung, führt jedoch bei hohem Druck zu HPNS , was bei Gasen mit einer höheren narkotischen Potenz nicht der Fall ist. Aufgrund der mit der Sauerstofftoxizität verbundenen Risiken verwenden Taucher jedoch normalerweise kein Nitrox in größeren Tiefen, wo stärker ausgeprägte Narkosesymptome auftreten. Beim Tieftauchen werden typischerweise Trimix- oder Heliox- Gase verwendet; Diese Gase enthalten Helium , um die Menge an narkotischen Gasen in der Mischung zu reduzieren.

Sauerstofftoxizität

Tauchen mit nitrox und wirft eine Reihe von potentiell tödlichen Gefahren aufgrund der hohen Handhabungs Partialdrucks von Sauerstoff (PPO 2 ). Nitrox ist aufgrund des erhöhten Sauerstoffanteils kein tieftauchendes Gasgemisch, das beim Einatmen mit hohem Druck giftig wird . Beispielsweise beträgt die maximale Betriebstiefe von Nitrox mit 36 ​​% Sauerstoff, einem beliebten Sporttaucher- Mix, 29 Meter (95 ft), um einen maximalen ppO 2 von nicht mehr als 1,4 bar (140 kPa) zu gewährleisten . Der genaue Wert der maximal zulässigen ppO 2 und maximale Einsatztiefe variiert in Abhängigkeit von Faktoren wie die Ausbildungsagentur, die Art des Tauchens, die Atemgeräte und der Ebene der Oberfläche Unterstützung, mit professionellen Tauchern manchmal höher ppO atmen zu dürfen 2 als diejenigen, die Sporttauchern empfohlen werden .

Um mit Nitrox sicher zu tauchen, muss der Taucher eine gute Tarierungskontrolle erlernen , einen wichtigen Teil des Gerätetauchens an sich, und einen disziplinierten Ansatz bei der Vorbereitung, Planung und Durchführung eines Tauchgangs, um sicherzustellen, dass der ppO 2 bekannt ist und die maximale Betriebsdauer erreicht wird Tiefe wird nicht überschritten. Viele Tauchshops, Tauchanbieter und Gasmischer (Personen, die darin geschult sind, Gase zu mischen) verlangen, dass der Taucher eine Nitrox-Zertifizierungskarte vorlegt, bevor er Nitrox an Taucher verkauft.

Einige Ausbildungsorganisationen wie PADI und Technical Diving International lehren die Verwendung von zwei Tiefengrenzen zum Schutz vor Sauerstofftoxizität. Die geringere Tiefe wird als "maximale Arbeitstiefe" bezeichnet und ist erreicht, wenn der Sauerstoffpartialdruck im Atemgas 1,4 bar (140 kPa) erreicht. Die tiefere Tiefe, auch „Kontingenztiefe“ genannt, ist erreicht, wenn der Partialdruck 1,6 bar (160 kPa) erreicht. Tauchen auf oder über diesem Niveau setzt den Taucher einem größeren Risiko einer Sauerstofftoxizität des zentralen Nervensystems (ZNS) aus. Dies kann äußerst gefährlich sein, da es oft ohne Vorwarnung beginnt und zum Ertrinken führen kann, da der Regler bei Krämpfen, die in Verbindung mit einer plötzlichen Bewusstlosigkeit (allgemeiner Anfall durch Sauerstofftoxizität) auftreten, ausgespuckt werden kann.

Taucher Verwendung nitrox ausgebildeten kann das einzuprägen Akronym VENTID-C oder manchmal ConVENTID, (die Abkürzung V ision (blurriness), E ars (Rufsignalton), N ausea, T witching, I rritability, D izziness und C onvulsions). Hinweise auf nicht-tödliche Sauerstoffkonvulsionen deuten jedoch darauf hin, dass den meisten Konvulsionen überhaupt keine Warnsymptome vorausgehen. Darüber hinaus sind viele der vorgeschlagenen Warnzeichen auch Symptome einer Stickstoffnarkose und können daher zu einer Fehldiagnose durch einen Taucher führen. Eine Lösung für beides besteht darin, in eine geringere Tiefe aufzusteigen.

Kohlendioxidrückhaltung

Die Anwendung von Nitrox kann zu einer verminderten Atemreaktion führen, und beim Einatmen von dichtem Gas an den tieferen Grenzen des nutzbaren Bereichs kann dies bei hoher Belastung zu einer Kohlendioxidretention führen, mit einem erhöhten Risiko für Bewusstlosigkeit.

Andere Effekte

Es gibt anekdotische Hinweise darauf, dass die Verwendung von Nitrox die Ermüdung nach dem Tauchgang reduziert, insbesondere bei älteren und/oder übergewichtigen Tauchern; eine Doppelblindstudie, um dies zu testen, fand jedoch keine statistisch signifikante Verringerung der berichteten Müdigkeit. Es gab jedoch einige Hinweise darauf, dass die Ermüdung nach dem Tauchgang auf eine subklinische Dekompressionskrankheit (DCS) zurückzuführen ist (dh Mikrobläschen im Blut, die nicht ausreichen, um DCS-Symptome zu verursachen); die Tatsache, dass die erwähnte Studie in einer Trockenkammer mit einem idealen Dekompressionsprofil durchgeführt wurde, könnte ausreichend gewesen sein, um subklinisches DCS zu reduzieren und Ermüdung sowohl bei Nitrox- als auch bei Lufttauchern zu verhindern. Im Jahr 2008 wurde eine Studie mit Nasstauchern in derselben Tiefe veröffentlicht, bei der keine statistisch signifikante Verringerung der berichteten Müdigkeit beobachtet wurde.

Weitere Studien mit verschiedenen Tauchprofilen und auch unterschiedlichen Belastungsstufen wären notwendig, um diese Frage vollständig zu untersuchen. Zum Beispiel gibt es viel bessere wissenschaftliche Beweise dafür, dass das Einatmen von sauerstoffreichen Gasen die Belastungstoleranz bei aeroben Belastungen erhöht. Obwohl selbst mäßige Anstrengung beim Atmen mit dem Atemregler beim Sporttauchen relativ selten vorkommt, da Taucher normalerweise versuchen, diese zu minimieren, um Gas zu sparen, treten beim Sporttauchen gelegentlich Episoden von Anstrengung während des Atemreglers auf. Beispiele sind das Oberflächenschwimmen über eine Distanz zu einem Boot oder Strand nach dem Auftauchen, wo das restliche „Sicherheits“-Flaschengas oft frei verwendet wird, da der Rest sowieso nach Abschluss des Tauchgangs verschwendet wird, und ungeplante Eventualitäten aufgrund von Strömungen oder Auftriebsproblemen. Es ist möglich, dass diese bisher nicht untersuchten Situationen zum positiven Ruf von Nitrox beigetragen haben.

Eine Studie aus dem Jahr 2010, bei der die kritische Flicker-Fusionsfrequenz und die Kriterien der wahrgenommenen Ermüdung verwendet wurden, ergab, dass die Wachsamkeit des Tauchers nach einem Tauchgang mit Nitrox signifikant besser war als nach einem Lufttauchgang.

Verwendet

Enriched Air Nitrox-Tauchtabellen mit angepassten Nullzeiten.

Unterwassertauchen

Enriched Air Nitrox, Nitrox mit einem Sauerstoffgehalt über 21%, wird hauptsächlich beim Gerätetauchen verwendet , um den Stickstoffanteil im Atemgasgemisch zu reduzieren. Der Hauptvorteil ist das reduzierte Dekompressionsrisiko. In wesentlich geringerem Maße wird es auch beim oberflächenversorgten Tauchen eingesetzt, wo die Logistik relativ komplex ist, ähnlich wie bei anderen Tauchgasgemischen wie Heliox und Trimix .

Therapeutische Rekompression

Nitrox50 wird als eine der Optionen in den ersten Stadien der therapeutischen Rekompression mit dem Comex CX 30-Tisch zur Behandlung von vestibulärer oder allgemeiner Dekompressionskrankheit verwendet. Nitrox wird mit 30 msw und 24 msw eingeatmet und die Aufstiege aus diesen Tiefen zum nächsten Stopp. Bei 18 m wird das Gas für den Rest der Behandlung auf Sauerstoff umgestellt.

Medizin, Bergsteigen und drucklose Flugzeuge

Die Verwendung von Sauerstoff in großen Höhen oder als Sauerstofftherapie kann als zusätzlicher Sauerstoff erfolgen, der der eingeatmeten Luft zugesetzt wird, was technisch eine Verwendung von Nitrox wäre, vor Ort gemischt, aber dies wird normalerweise nicht als solches bezeichnet, da das bereitgestellte Gas für diesen Zweck ist Sauerstoff.

Terminologie

Nitrox ist unter vielen Namen bekannt: Enriched Air Nitrox, Oxygen Enriched Air, Nitrox, EANx oder Safe Air. Da es sich bei dem Wort um eine zusammengesetzte Kontraktion oder ein geprägtes Wort und nicht um ein Akronym handelt, sollte es nicht in Großbuchstaben als "NITROX" geschrieben werden, sondern kann anfänglich groß geschrieben werden, wenn auf bestimmte Gemische wie Nitrox32 Bezug genommen wird, das 68 % Stickstoff enthält und 32 % Sauerstoff. Wenn eine Zahl angegeben ist, bezieht sie sich auf den Sauerstoffanteil, nicht auf den Stickstoffanteil. Die ursprüngliche Konvention Nitrox68/32 wurde gekürzt, da die erste Ziffer überflüssig ist.

Der Begriff "Nitrox" wurde ursprünglich verwendet, um sich auf das Atemgas in einem Lebensraum am Meeresboden zu beziehen, in dem der Sauerstoff auf einen geringeren Anteil als in der Luft gehalten werden muss, um langfristige Probleme mit der Sauerstofftoxizität zu vermeiden . Es wurde später von Dr. Morgan Wells von NOAA für Mischungen mit einem höheren Sauerstoffanteil als Luft verwendet und ist zu einem Oberbegriff für binäre Mischungen von Stickstoff und Sauerstoff mit einem beliebigen Sauerstoffanteil geworden, und im Kontext des Freizeit- und technischen Tauchens heute normalerweise bezieht sich auf ein Gemisch aus Stickstoff und Sauerstoff mit mehr als 21% Sauerstoff. "Enriched Air Nitrox" oder "EAN" und "Oxygen Enriched Air" werden verwendet, um fettere Mischungen als Luft hervorzuheben. In "EANx" war das "x" ursprünglich das x von Nitrox, zeigt aber heute den Sauerstoffanteil in der Mischung an und wird durch eine Zahl ersetzt, wenn der Prozentsatz bekannt ist; zum Beispiel wird eine 40%ige Sauerstoffmischung als EAN40 bezeichnet. Die beiden beliebtesten Mischungen sind EAN32 und EAN36, die von NOAA für das wissenschaftliche Tauchen entwickelt wurden und auch Nitrox I bzw. Nitrox II oder Nitrox68/32 und Nitrox64/36 genannt werden. Diese beiden Mischungen wurden zuerst bis zu den Tiefen- und Sauerstoffgrenzen für das wissenschaftliche Tauchen verwendet, die damals von der NOAA festgelegt wurden.

Der Begriff Oxygen Enriched Air (OEN) wurde von der (amerikanischen) wissenschaftlichen Tauchgemeinschaft akzeptiert, aber obwohl er wahrscheinlich der eindeutigste und einfachste beschreibende Begriff ist, der bisher vorgeschlagen wurde, wurde er von der Sporttauchergemeinschaft abgelehnt, manchmal zugunsten einer weniger geeigneten Terminologie .

In seinen frühen Tagen der Einführung bei nicht-technischen Tauchern wurde Nitrox von Kritikern gelegentlich auch unter weniger komplementären Begriffen wie "Teufelsgas" oder "Voodoo-Gas" (ein Begriff, der jetzt manchmal mit Stolz verwendet wird) bekannt.

American Nitrox Divers International (ANDI) verwendet den Begriff "SafeAir", den sie als jede sauerstoffangereicherte Luftmischung mit O 2 -Konzentrationen zwischen 22% und 50% definieren, die ihren Gasqualitäts- und Handhabungsspezifikationen entspricht, und behaupten ausdrücklich, dass diese Mischungen sicherer als normalerweise erzeugte Atemluft für den Endverbraucher, der nicht an der Mischungsherstellung beteiligt ist. In Anbetracht der Komplexität und Gefahren des Mischens, Handhabens, Analysierens und Verwendens von sauerstoffangereicherter Luft wird dieser Name von denen als unangemessen angesehen, die der Meinung sind, dass er nicht von Natur aus "sicher" ist, sondern lediglich Dekompressionsvorteile hat.

Die Gasanteile der Bestandteile sind das Ziel des Gasmischers , aber die endgültige tatsächliche Mischung kann von der Spezifikation abweichen. Daher muss ein kleiner Gasfluss aus der Flasche mit einem Sauerstoffanalysator gemessen werden , bevor die Flasche unter Wasser verwendet wird.

MOD

Die maximale Betriebstiefe (MOD) ist die maximale sichere Tiefe, in der ein bestimmtes Nitrox-Gemisch verwendet werden kann. Die MOD hängt vom zulässigen Sauerstoffpartialdruck ab, der von der Expositionszeit und dem angenommenen akzeptablen Risiko für die Sauerstofftoxizität des zentralen Nervensystems abhängt. Der akzeptable maximale ppO 2 variiert je nach Anwendung:

  • 1.2 wird häufig in Rebreathern mit geschlossenem Kreislauf verwendet.
  • 1.4 wird von mehreren Freizeit-Ausbildungsagenturen für das normale Gerätetauchen empfohlen.
  • 1.5 ist für kommerzielles Tauchen in einigen Gerichtsbarkeiten erlaubt.
  • 1,6 ist für Dekompressionsstopps beim technischen Tauchen erlaubt und ist das empfohlene Maximum gemäß NOAA

Höhere Werte werden von Berufs- und Militärtauchern unter besonderen Umständen verwendet, oft wenn der Taucher oberflächenversorgte Atemgeräte verwendet oder zur Behandlung in einer Kammer, in der die Atemwege relativ sicher sind.

Ausrüstung

Wahl der Mischung

Technische Taucher, die sich auf einen Dekompressionstauchgang mit gemischtem Gas in Bohol , Philippinen, vorbereiten . Beachten Sie die Backplate- und Wing- Konfiguration mit seitlich angebrachten Stage-Tanks, die EAN50 (linke Seite) und reinen Sauerstoff (rechte Seite) enthalten.

Die beiden gebräuchlichsten Nitrox-Mischungen beim Sporttauchen enthalten 32 % und 36 % Sauerstoff, die maximale Betriebstiefen (MODs) von 34 Metern (112 ft) bzw. 29 Meter (95 ft) haben, wenn sie auf einen maximalen Sauerstoffpartialdruck von 1,4 begrenzt sind  bar (140 kPa). Taucher können eine äquivalente Lufttiefe berechnen , um ihre Dekompressionsanforderungen zu bestimmen, oder Nitrox- Tabellen oder einen Nitrox-fähigen Tauchcomputer verwenden .

Nitrox mit mehr als 40% Sauerstoff ist beim Sporttauchen selten. Es gibt zwei Hauptgründe dafür: Die erste ist , dass alle Stücke von Tauchausrüstung , die mit Mischungen in Berührung kommen , die höhere Anteile von Sauerstoff, insbesondere bei hohem Druck, müssen spezielle Reinigung und Wartung das Risiko von reduzieren Feuer . Der zweite Grund ist , dass reichere Mischungen die Zeit verlängern , in der der Taucher unter Wasser bleiben kann , ohne dass Dekompressionsstopps erforderlich sind , weit über die Zeit hinaus , die die Kapazität typischer Tauchflaschen erlaubt . Basierend auf den PADI Nitrox-Empfehlungen beträgt die maximale Betriebstiefe für EAN45 beispielsweise 21 Meter (69 ft) und die maximal verfügbare Tauchzeit in dieser Tiefe selbst mit EAN36 beträgt fast 1 Stunde 15 Minuten: ein Taucher mit einer Atemfrequenz von 20 Liter pro Minute bei Verwendung von zwei 10-Liter-230-Bar-Zylindern (etwa doppelte 85 cu. ft.) hätten die Flaschen nach 1 Stunde und 14 Minuten in dieser Tiefe vollständig entleert.

Als Dekompressionsgas werden im technischen Tauchen häufig Nitrox-Gemische mit 50 bis 80 % Sauerstoff verwendet , die aufgrund ihres geringeren Partialdrucks von Inertgasen wie Stickstoff und Helium eine effizientere (schnellere) Eliminierung dieser Gase aus dem Gewebe als magerere Sauerstoffmischungen.

Beim technischen Tieftauchen mit offenem Kreislauf , bei dem hypoxische Gase während des unteren Teils des Tauchgangs eingeatmet werden, wird manchmal zu Beginn des Abstiegs ein Nitrox-Gemisch mit 50% oder weniger Sauerstoff, das als "Reisegemisch" bezeichnet wird, eingeatmet, um Hypoxie zu vermeiden . Normalerweise würden jedoch die sauerstoffärmsten Dekompressionsgase des Tauchers für diesen Zweck verwendet, da die Abstiegszeit zum Erreichen einer Tiefe, in der die Bodenmischung nicht mehr hypoxisch ist, normalerweise gering ist und der Abstand zwischen dieser Tiefe und der MOD von jedem Nitrox Dekompressionsgas ist wahrscheinlich sehr kurz, wenn es überhaupt auftritt.

Beste Mischung

Die Zusammensetzung eines Nitrox-Mixes kann für ein bestimmtes geplantes Tauchprofil optimiert werden. Dies wird für den Tauchgang als "Beste Mischung" bezeichnet und bietet die maximale Nullzeit, die mit einer akzeptablen Sauerstoffbelastung vereinbar ist. Ein akzeptabler maximaler Sauerstoffpartialdruck wird basierend auf der Tiefe und der geplanten Grundzeit ausgewählt und dieser Wert wird verwendet, um den Sauerstoffgehalt der besten Mischung für den Tauchgang zu berechnen:

Produktion

Es gibt mehrere Herstellungsmethoden:

  • Mischen durch Partialdruck: Ein gemessener Sauerstoffdruck wird in die Flasche dekantiert und die Flasche wird mit Luft aus dem Tauchluftkompressor "aufgefüllt" . Dieses Verfahren ist sehr vielseitig und erfordert relativ wenig zusätzliche Ausrüstung, wenn ein geeigneter Kompressor zur Verfügung steht, aber es ist arbeitsintensiv und hohe Sauerstoffpartialdrücke sind relativ gefährlich.
  • Dekantieren von Vormischungen: Der Gaslieferant versorgt Großflaschen mit beliebten Mischungen wie 32 % und 36 %. Diese können weiter mit Luft verdünnt werden, um eine größere Auswahl an Mischungen bereitzustellen.
  • Mischen durch kontinuierliches Mischen: Der Luft werden abgemessene Mengen Sauerstoff zugeführt und mit ihr vermischt, bevor sie den Kompressoreinlass erreicht. Die Sauerstoffkonzentration wird üblicherweise als Partialdruck unter Verwendung einer Sauerstoffzelle überwacht . Der Kompressor und insbesondere das Kompressoröl müssen für diesen Einsatz geeignet sein. Wenn der resultierende Sauerstoffanteil weniger als 40 % beträgt, müssen die Flasche und das Ventil möglicherweise nicht für den Sauerstoffbetrieb gereinigt werden. Relativ effizient und schnell im Vergleich zur Partialdruckmischung, erfordert jedoch einen geeigneten Kompressor, und der Mischungsbereich kann durch die Kompressorspezifikation eingeschränkt sein.
  • Mischen nach Massenanteil: Sauerstoff und Luft oder Stickstoff werden in einen genau gewogenen Zylinder gegeben, bis die gewünschte Mischung erreicht ist. Dieses Verfahren erfordert ziemlich große und hochgenaue Skalen, ansonsten ähnelt es dem Partialdruckmischen, ist jedoch unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen.
  • Mischen durch Gastrennung : Eine stickstoffdurchlässige Membran wird verwendet, um einige der Stickstoffmoleküle aus der Luft zu entfernen, bis die erforderliche Mischung erreicht ist. Das resultierende Niederdruck-Nitrox wird dann von einem Kompressor in Zylinder gepumpt.
    Eine begrenzte Auswahl an Mischungen ist möglich, aber die Ausrüstung ist schnell und einfach zu bedienen und relativ sicher, da nie Sauerstoff mit hohem Partialdruck beteiligt ist. Für gleichbleibende Ergebnisse ist eine Zufuhr sauberer Niederdruckluft mit konstanter Temperatur erforderlich. Dies kann von einem Niederdruckkompressor oder einer geregelten Versorgung von einem Hochdruckspeicher oder Kompressor geliefert werden. Die Luft muss frei von Verunreinigungen sein, die die Membran verstopfen könnten, und muss eine konstante Einlasstemperatur und einen konstanten Druck aufweisen, um einen konstant zugeführten Sauerstoffpartialdruck zu erzeugen. Die Luft muss Atemqualität haben, andere Schadstoffe müssen selbstständig herausgefiltert werden. Der Eingangsluftdruck wird reguliert und der Druck über der Membran gesteuert, um den Produktsauerstoffanteil einzustellen. Die Luftqualität CGA Grad D oder E ist für Versorgungsgase geeignet und wird üblicherweise auf eine konstante Einlasstemperatur erhitzt. Das Erhitzen verringert auch die Wahrscheinlichkeit, dass eine hohe Feuchtigkeit eine Benetzung der Membran verursacht. In einem typischen System tritt die Zuluft an einem Ende in die Tausenden von Hohlfasern der Membran ein, und Sauerstoff durchdringt vorzugsweise die Faserwände, wobei am Auslassende hauptsächlich Stickstoff zurückbleibt, der als Abfall aus dem System abgelassen wird.
  • Die Druckwechseladsorption erfordert eine relativ komplexe Ausrüstung, ansonsten sind die Vorteile ähnlich wie bei der Membrantrennung. PSA ist eine Technologie, die verwendet wird, um Gase aus einem Gemisch unter Druck gemäß den molekularen Eigenschaften und der Affinität der Gase für ein Adsorptionsmaterial bei nahe Umgebungstemperaturen zu trennen . Als Falle werden spezielle Adsorptionsmittel verwendet, die vorzugsweise die Zielgase bei hohem Druck adsorbieren. Der Prozess schwingt dann auf niedrigen Druck, um das adsorbierte Material zu desorbieren und den Adsorptionsmittelbehälter zu spülen.

Zylindermarkierungen zur Identifizierung des Inhalts

Jede Tauchflasche, die eine andere Gasmischung als Standardluft enthält, wird von den meisten Tauchausbildungsorganisationen und einigen nationalen Regierungen verlangt, dass sie deutlich gekennzeichnet ist, um die aktuelle Gasmischung anzuzeigen. In der Praxis ist es üblich, ein bedrucktes Klebeetikett zur Angabe der Gasart (in diesem Fall Nitrox) und ein temporäres Etikett zur Angabe der Analyse des aktuellen Gemisches zu verwenden.

Ausbildungsstandards für die Nitrox-Zertifizierung legen nahe, dass die Zusammensetzung vom Taucher vor der Verwendung mit einem Sauerstoffanalysator überprüft werden muss.

Regionale Standards und Konventionen

europäische Union

Für Flaschen mit erhöhtem Sauerstoffgehalt werden innerhalb der EU Ventile mit M26x2 Abgangsgewinde empfohlen. Atemregler zur Verwendung mit diesen Zylindern erfordern kompatible Anschlüsse und können nicht direkt mit Zylindern für Druckluft verbunden werden.

Deutschland

Eine deutsche Norm schreibt vor, dass jedes Gemisch mit einem höheren Sauerstoffgehalt als atmosphärischer Luft als reiner Sauerstoff behandelt werden muss. Eine Nitroxflasche wird speziell gereinigt und gekennzeichnet. Die Zylinderfarbe ist insgesamt weiß mit dem Buchstaben N auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders. Der Sauerstoffanteil in der Flasche wird nach dem Befüllen kontrolliert und auf der Flasche markiert.

Südafrika

South African National Standard 10019:2008 spezifiziert die Farbe aller Tauchflaschen als Goldgelb mit französischer grauer Schulter. Dies gilt für alle Atemgase unter Wasser mit Ausnahme von medizinischem Sauerstoff, der in schwarzen Flaschen mit weißer Schulter mitgeführt werden muss. Nitrox-Flaschen müssen durch ein transparentes, selbstklebendes Etikett mit grüner Schrift gekennzeichnet sein, das unterhalb der Schulter angebracht ist. Tatsächlich ist dies eine grüne Schrift auf einem gelben Zylinder mit einer grauen Schulter. Auf dem Etikett muss auch die Zusammensetzung des Gases angegeben werden. In der Praxis geschieht dies durch ein kleines zusätzliches selbstklebendes Etikett mit dem Sauerstoffanteil, der beim Einfüllen einer neuen Mischung verändert wird.

Die Überarbeitung von SANS 10019 im Jahr 2021 änderte die Farbspezifikation in Hellmarinegrau für die Schulter und eine andere Etikettenspezifikation, die Gefahrenmarkierungen für Hochdruck und oxidierende Materialien umfasst.

Vereinigte Staaten

Flasche mit Nitroxband und Aufkleber markiert mit MOD und O 2 %

Jede Nitrox-Flasche sollte außerdem mit einem Aufkleber versehen sein, der angibt, ob die Flasche sauerstoffrein und zum Mischen mit Partialdruck geeignet ist. Jeder sauerstoffreine Zylinder kann eine beliebige Mischung mit bis zu 100 % Sauerstoff enthalten. Wenn versehentlich eine sauerstoffreine Flasche an einer Station gefüllt wird, die kein Gas nach sauerstoffreinen Standards liefert, gilt sie als verunreinigt und muss erneut gereinigt werden, bevor wieder ein Gas mit mehr als 40 % Sauerstoff hinzugefügt werden darf. Flaschen, die als „nicht sauerstoffrein“ gekennzeichnet sind, dürfen nur mit sauerstoffangereicherten Luftgemischen aus Membran- oder Stabmischanlagen gefüllt werden, bei denen das Gas vor dem Einfüllen in die Flasche gemischt wird, und mit einem Sauerstoffanteil von nicht mehr als 40 Vol.-%.

Gefahren

Falsche Gasmischung

Die Verwendung eines Gasgemisches, das vom geplanten Gemisch abweicht, birgt je nach Fehler ein erhöhtes Risiko einer Dekompressionskrankheit oder ein erhöhtes Risiko einer Sauerstofftoxizität. Es kann möglich sein, den Tauchgangsplan einfach neu zu berechnen oder den Tauchcomputer entsprechend einzustellen, aber in einigen Fällen ist der geplante Tauchgang möglicherweise nicht praktikabel.

Viele Ausbildungsorganisationen wie PADI , CMAS , SSI und NAUI schulen ihre Taucher darin, den Sauerstoffgehalt jeder Nitroxflasche vor jedem Tauchgang persönlich zu überprüfen. Wenn der Sauerstoffanteil um mehr als 1% von der geplanten Mischung abweicht, muss der Taucher entweder den Tauchplan mit der tatsächlichen Mischung neu berechnen oder den Tauchgang abbrechen, um ein erhöhtes Risiko einer Sauerstofftoxizität oder Dekompressionskrankheit zu vermeiden. Nach den IANTD- und ANDI- Regeln für die Verwendung von Nitrox, die von den meisten Tauchresorts weltweit befolgt werden, werden gefüllte Nitrox-Flaschen persönlich in einem Gasmischer-Logbuch eingetragen, das für jede Flasche und Füllung die Flaschennummer, die gemessenen prozentuale Sauerstoffzusammensetzung, die Unterschrift des aufnehmenden Tauchers (der den Sauerstoffanteil vor der Entbindung persönlich hätte messen sollen) und die berechnete maximale Tauchtiefe für diese Mischung. Alle diese Schritte minimieren die Gefahr, erhöhen jedoch die Komplexität der Operationen, da jeder Taucher die von ihm ausgecheckte Flasche verwenden muss. In Südafrika verlangt die nationale Norm für die Handhabung und Befüllung von tragbaren Flaschen mit Druckgasen (SANS 10019), dass die Flasche mit einem Aufkleber gekennzeichnet ist, der den Inhalt als Nitrox identifiziert und den Sauerstoffanteil angibt. In anderen Ländern können ähnliche Anforderungen gelten.

Feuer und giftige Flaschenkontamination durch Sauerstoffreaktionen

Beim Partialdruckmischen mit reinem Sauerstoff, der vor dem Auffüllen mit Luft in die Flasche dekantiert wird, können sehr hohe Sauerstoffanteile und Sauerstoffpartialdrücke während des Dekantiervorgangs auftreten, die eine relativ hohe Brandgefahr darstellen. Dieses Verfahren erfordert Sorgfalt und Vorsichtsmaßnahmen durch die Bedienungsperson und das Dekantieren von Geräten und Zylindern, die für den Sauerstoffbetrieb sauber sind, aber die Geräte sind relativ einfach und kostengünstig. Partialdruckmischung mit reinem Sauerstoff wird oft verwendet, um Nitrox auf Tauchbooten bereitzustellen, aber es wird auch in einigen Tauchshops und Clubs verwendet.

Jedes Gas, das einen wesentlich höheren Sauerstoffanteil als Luft enthält, ist brandgefährlich und kann mit Kohlenwasserstoffen oder Schmier- und Dichtungsmaterialien im Füllsystem zu giftigen Gasen reagieren, selbst wenn kein Feuer erkennbar ist. Einige Organisationen nehmen Geräte von den Standards zur Sauerstoffreinigung aus, wenn der Sauerstoffanteil auf 40 % oder weniger begrenzt ist.

Unter den Freizeittrainingsagenturen bekennt sich nur ANDI zu der Richtlinie, die eine Sauerstoffreinigung für Ausrüstungen vorschreibt, die mit einem Sauerstoffanteil von mehr als 23 % verwendet werden. Die USCG, NOAA, US Navy, OSHA und die anderen Freizeitschulungsbehörden akzeptieren die Grenze von 40%, da bei ordnungsgemäßer Anwendung dieser Richtlinie kein Unfall oder Vorfall bekannt ist. Zehntausende Sporttaucher werden jedes Jahr ausgebildet und der überwältigenden Mehrheit dieser Taucher wird die "Über 40%-Regel" beigebracht. Die meisten Nitrox-Füllstationen, die vorgemischtes Nitrox liefern, füllen Flaschen mit Gemischen unter 40 % ohne Zertifizierung der Reinheit für den Sauerstoffeinsatz. Luxfer-Flaschen spezifizieren Sauerstoffreinigung für alle Gemische, die 23,5% Sauerstoff überschreiten.

Die folgenden Referenzen für die Sauerstoffreinigung zitieren speziell die Richtlinie "über 40%", die seit den 1960er Jahren weit verbreitet ist, und beim Enriched Air Workshop 1992 bestand Konsens darin, diese Richtlinie zu akzeptieren und den Status quo fortzusetzen.

  • Code of Federal Regulations, Teil 1910.430 (i) - Kommerzieller Tauchbetrieb
  • OSHA-Sauerstoffspezifikationen 1910.420 (1)
  • NOAA-Sauerstoffspezifikationen (Anhang D)
  • Sauerstoffspezifikationen der US Navy US MIL-STD-777E (SH) Hinweis K-6-4, Kat.-Nr. K.6
  • Sauerstoffspezifikationen der US-Küstenwache Titel 46: Versand, Überarbeitungen bis 10.01.92. 197.452 Sauerstoffreinigung 46 CFR 197.451

Ein Großteil der Verwirrung scheint auf die falsche Anwendung der PVHO-Richtlinien (Druckbehälter für die menschliche Belegung) zurückzuführen zu sein, die einen maximalen Umgebungssauerstoffgehalt von 25 % vorschreiben, wenn ein Mensch in einem Druckbehälter (Kammer) eingeschlossen ist. Hier geht es um eine Brandgefahr für eine lebende Person, die in einer sauerstoffreichen brennenden Umgebung eingeschlossen sein könnte.

Von den drei allgemein angewandten Verfahren zur Herstellung von Gemischen mit angereicherter Luft - kontinuierliches Mischen, Partialdruckmischen und Membrantrennsysteme - würde nur das Partialdruckmischen eine Sauerstoffreinigung der Ventil- und Zylinderkomponenten für Gemische mit weniger als 40% Sauerstoff erfordern. Die anderen beiden Methoden stellen sicher, dass das Gerät nie einem Sauerstoffgehalt von mehr als 40% ausgesetzt wird.

Bei einem Brand steigt der Druck in einer Gasflasche direkt proportional zu ihrer absoluten Temperatur . Wenn der Innendruck die mechanischen Grenzen des Zylinders überschreitet und es keine Möglichkeit gibt, das unter Druck stehende Gas sicher in die Atmosphäre abzulassen, versagt der Behälter mechanisch. Wenn der Behälterinhalt entzündlich ist oder eine Verunreinigung vorhanden ist, kann dieses Ereignis zu einem "Feuerball" führen.

Geschichte

Im Jahr 1874 machte Henry Fleuss den möglicherweise ersten Nitrox-Tauchgang mit einem Rebreather.

1911 testete Draeger aus Deutschland einen injektorbetriebenen Rebreather-Rucksack für einen Standard-Taucheranzug . Dieses Konzept wurde als Sauerstoff-Rebreather-System DM20 und Nitrox-Rebreather-System DM40 entwickelt und vermarktet, bei dem Luft aus einer Flasche und Sauerstoff aus einer zweiten Flasche während der Injektion durch eine Düse gemischt wurden, die das Atemgas durch den Scrubber und den Rest zirkulierte die Schleife. Die DM40 wurde für Tiefen bis zu 40 m zugelassen.

Christian J. Lambertsen schlug Berechnungen für die Stickstoffzugabe vor, um Sauerstofftoxizität bei Tauchern zu verhindern, die mit Stickstoff-Sauerstoff-Rebreathern tauchen.

Im Zweiten Weltkrieg oder kurz danach begannen britische Kampftaucher und Räumungstaucher gelegentlich mit Sauerstoff-Rebreathern zu tauchen, die für das Tauchen mit halbgeschlossenem Nitrox (die sie "Gemisch" nannten) angepasst waren, indem sie größere Flaschen anbrachten und den Gasdurchfluss vorsichtig mit einem Durchflussmesser. Diese Entwicklungen wurden geheim gehalten, bis sie in den 1960er Jahren von Zivilisten unabhängig dupliziert wurden.

Lambertson veröffentlichte 1947 eine Arbeit über Nitrox.

In den 1950er Jahren dokumentierte die United States Navy (USN) Verfahren mit angereichertem Sauerstoffgas für den militärischen Einsatz von dem, was wir heute Nitrox nennen, im US Navy Diving Manual.

1955 beschrieb E. Lanphier die Verwendung von Stickstoff-Sauerstoff-Tauchmischungen und die äquivalente Lufttiefenmethode zur Berechnung der Dekompression aus Lufttabellen.

In den 1960er Jahren verwendete A. Galerne Online-Blending für das kommerzielle Tauchen.

1970 begann Morgan Wells , der erste Direktor des Tauchzentrums der National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), mit der Einführung von Tauchverfahren für sauerstoffangereicherte Luft. Er führte das Konzept der Äquivalenten Lufttiefe (EAD) ein. Er entwickelte auch ein Verfahren zum Mischen von Sauerstoff und Luft, das er als kontinuierliches Mischsystem bezeichnete. Viele Jahre lang war die Erfindung von Wells die einzige praktische Alternative zum Partialdruckmischen . 1979 veröffentlichte die NOAA Wells' Verfahren zur wissenschaftlichen Verwendung von Nitrox im NOAA Diving Manual.

1985 gründete Dick Rutkowski , ein ehemaliger NOAA- Tauchsicherheitsbeauftragter , die IAND (International Association of Nitrox Divers) und begann, Nitrox im Sporttauchen zu unterrichten. Dies wurde von einigen als gefährlich angesehen und stieß bei der Tauchgemeinschaft auf große Skepsis.

Im Jahr 1989 befasste sich der Workshop der ozeanischen Institution in Harbour Branch mit Vermischung, Sauerstoffgrenzen und Dekompressionsproblemen.

1991 wandten sich die Zeitschriften Bove, Bennett und Skindiver gegen den Einsatz von Nitrox beim Sporttauchen. Die jährliche DEMA- Show (die in diesem Jahr in Houston, Texas stattfand) verbot Nitrox-Trainingsanbieter von der Show. Dies führte zu einer Gegenreaktion, und als die DEMA nachgab, nutzten eine Reihe von Organisationen die Gelegenheit, Nitrox-Workshops außerhalb der Messe zu präsentieren.

1992 organisierte die Scuba Diving Resources Group einen Workshop, bei dem einige Richtlinien aufgestellt und einige Missverständnisse angegangen wurden.

1992 verbot die BSAC ihren Mitgliedern die Verwendung von Nitrox während der BSAC-Aktivitäten. Der Name von IAND wurde in International Association of Nitrox and Technical Divers ( IANTD ) geändert , das T wurde hinzugefügt, als die European Association of Technical Divers (EATD) mit IAND fusionierte. In den frühen 1990er Jahren unterrichteten diese Agenturen Nitrox, die wichtigsten Tauchagenturen jedoch nicht. Weitere neue Organisationen, darunter die American Nitrox Divers International (ANDI) - die zu Marketingzwecken den Begriff "Safe Air" erfunden hat - und Technical Diving International (TDI) wurden ins Leben gerufen. NAUI war die erste bestehende große Sporttaucher-Ausbildungsagentur, die Nitrox sanktionierte.

1993 war die Sub-Aqua Association die erste britische Sporttauchausbildungsagentur, die die Nitrox-Ausbildung ihrer Mitglieder bei einer der technischen Agenturen anerkennte und befürwortete. Die erste Nitrox-Qualifikation der SAA wurde im April 1993 ausgestellt. Der erste Nitrox-Instruktor der SAA war Vic Bonfante und er wurde im September 1993 zertifiziert.

In der Zwischenzeit fanden Tauchgeschäfte einen rein wirtschaftlichen Grund, Nitrox anzubieten: Es war nicht nur ein komplett neuer Kurs und eine Zertifizierung erforderlich, um ihn zu verwenden, sondern statt einer billigen oder kostenlosen Tankfüllung mit Druckluft konnten Tauchgeschäfte höhere Geldbeträge verlangen zum individuellen Gasmischen von Nitrox für ihre gewöhnlichen, mäßig erfahrenen Taucher. Mit den neuen Tauchcomputern, die so programmiert werden konnten, dass sie die längeren Grundzeiten und kürzeren Reststickstoffzeiten von Nitrox berücksichtigen, stieg der Anreiz für den Sporttaucher, das Gas zu verwenden.

Im Jahr 1993 veröffentlichte die Zeitschrift Skin Diver , die zu dieser Zeit führende Zeitschrift für Sporttaucher, eine dreiteilige Serie, in der sie argumentierten, dass Nitrox für Sporttaucher unsicher sei. DiveRite stellte den ersten Nitrox-kompatiblen Tauchcomputer namens Bridge her, die aquaCorps TEK93-Konferenz fand in San Francisco statt und es wurde ein praktikabler Ölgrenzwert von 0,1 mg/m 3 für sauerstoffkompatible Luft festgelegt. Die kanadischen Streitkräfte gaben EAD-Tabellen mit einem oberen PO 2 von 1,5 ATA heraus.

1994 brachten John Lamb und Vandagraph auf der Birmingham Dive Show den ersten speziell für Nitrox- und Mischgastaucher gebauten Sauerstoffanalysator auf den Markt.

1994 kehrte die BSAC ihre Nitrox-Politik um und kündigte an, dass die BSAC-Nitrox-Ausbildung 1995 beginnen soll

1996 kündigte der Berufsverband der Tauchlehrer (PADI) die volle Ausbildungsförderung für Nitrox an. Während andere Mainline-Tauchorganisationen ihre Unterstützung für Nitrox bereits früher angekündigt hatten, war es die Billigung von PADI, die Nitrox als Standardoption für das Sporttauchen etablierte.

Im Jahr 1999 zeigte eine Umfrage von RW Hamilton, dass der DCS-Rekord bei Hunderttausenden von Nitrox-Tauchgängen gut ist. Nitrox war bei Sporttauchern populär geworden, wurde jedoch von kommerziellen Tauchern, die dazu neigen, oberflächenversorgte Atemgeräte zu verwenden, nicht viel verwendet. Die OSHA nahm eine Petition für eine Abweichung von den kommerziellen Tauchbestimmungen für Sporttauchlehrer an.

Die Ausgabe 2001 des NOAA Diving Manual enthielt ein Kapitel für das Nitrox-Training.

In der Natur

Zeitweise enthielt die Erdatmosphäre in der geologischen Vergangenheit weit mehr als 20 % Sauerstoff, zB bis zu 35 % im Oberkarbon . Dies ermöglichte es Tieren, Sauerstoff leichter aufzunehmen und beeinflusste ihre Evolutionsmuster.

Siehe auch

  • Andere Atemgase  – Gas, das für die menschliche Atmung verwendet wird
    • Argox  – Gasgemisch, das gelegentlich von Tauchern zum Aufblasen von Trockentauchanzügen verwendet wird
    • Heliox  – Ein Atemgas gemischt aus Helium und Sauerstoff
    • Hydreliox  – Atemgasgemisch aus Helium, Sauerstoff und Wasserstoff
    • Hydrox  – Atemgasgemisch, das experimentell für sehr tiefe Tauchgänge verwendet wurde
    • Trimix  – Atemgas bestehend aus Sauerstoff, Helium und Stickstoff
  • Methoden der Gasmisch  - Herstellung Spezialgasgemische Spezifikation
  • Tauchflasche  – Hochdruck-Druckgasflasche zum Speichern und Liefern von Atemgas für das Tauchen
  • Äquivalente Lufttiefe  – Methode zum Vergleich der Dekompressionsanforderungen für Luft und ein bestimmtes Nitrox-Gemisch
  • Partialdruck  – Druck, der einer Gaskomponente in einem Gemisch zugeschrieben wird
  • Maximale Betriebstiefe  – Tiefe des Meerwassers, bei der ein bestimmtes Atemgasgemisch einen begrenzenden maximalen Sauerstoffpartialdruck aufweist
  • Stickstoffnarkose  – Reversible narkotische Wirkung von respiratorischem Stickstoff bei erhöhten Partialdrücken
  • Sauerstofftoxizität  – Toxische Auswirkungen des Einatmens von Sauerstoff in hohen Konzentrationen

Verweise

Fußnoten

  1. ^ Sauerstoff hat das Potenzial, 1,7-mal narkotischer als Stickstoff zu sein – siehe relevante narkotische Wirkung von Gasen
  2. ^ Eine Position, die es formell aufrechterhalten würde, bis 1995 der Zeitschriftenredakteur Bill Gleason sagte, dass Nitrox "in Ordnung" sei. Skin Diver ging später in Konkurs.

Externe Links