dykking

En dykker utsettes for betydelig trykkøkning selv ved moderate dykk, og siden vann har større tetthet enn luft og ikke lar seg komprimere, vil trykket øke lineært med dybden. Ti meter under overflaten vil trykket tilsvare 2 atmosfærer, 20 meter under overflaten tilsvarer trykket 3 atmosfærer, osv. Trykket angis ofte på denne måten, som multipler av atmosfæretrykket ved havoverflaten, forkortet ATA. Det har vist seg mulig for mennesker å arbeide helt nede på 300–400 meters dybde, blant annet i forbindelse med olje- og gassinstallasjoner på havbunnen. Dykkere er da utsatt for 31–41 ATA.

Trykkøkningen som en dykker utsettes for, vil 1) komprimere luften han har i lungene, og 2) øke partialtrykkene av gassene i den luften som han puster inn og ut. Det er et inverst (omvendt proporsjonalt) forhold mellom gassvolum (V) og trykk (P), som uttrykt i Boyles lov: PV=K hvor K er en konstant. Vi ser av formelen at en gitt trykkøkning under dykk nær overflaten vil gi større volumreduksjon enn samme trykkøkning på større dyp.

Hvis vi før et dykk fyller lungene maksimalt med luft, vil lungevolumet være redusert til det vi normalt har etter maksimal ekspirasjon når vi er kommet ned til en dybde på litt over 20 m. Slike holde pusten-dykk er ikke ufarlige. Særlig bør det advares mot å hyperventilere før dykk. Som følge av hyperventilering reduseres kroppens CO₂-lagre. Under dykking vil disse lagrene fylles opp før arteriell PCO₂ har økt så mye at kjemoreseptorene varsler dykkeren om at nå er det på tide med oppstigning. I mellomtiden er oksygenlagrene blitt så sterkt redusert at dykkeren uten tydelig forvarsel kan miste bevisstheten. Fall i arteriell PO₂ uten samtidig økning av PCO₂ kan gi en likegladfølelse som tildekker situasjonens alvor.

Boyles lov er uavhengig av hva slags gasser det handler om. Men for en dykker er det ikke uten betydning! Vi må derfor også vurdere Daltons lov, som forteller hvordan en økning i totaltrykket påvirker partialtrykkene av de enkelte gasser i den luften dykkeren puster: P_tot=PO₂+PN₂+PCO₂. Vi ser at trykkøkningen under dykking gir proporsjonal økning i partialtrykkene i den gassblandingen vi puster, enten den består av vanlig luft eller en gassblanding som skal forebygge dykkersyke (f.eks. helium, oksygen, nitrogen). Partialtrykket av en gass i en blanding av gasser er produktet av gassens volumandel eller fraksjon (F) og totaltrykket i blandingen f.eks. PO₂=FO₂·P_tot. Vi kan altså øke partialtrykket av oksygen enten ved å øke prosentandelen (F) eller ved å øke totaltrykket. I atmosfæren er oksygenfraksjonen 21 %.

Som nevnt vil overtrykk komprimere pustegassen. Gassen får da større tetthet og det blir tyngre å flytte på den. Økningen i tetthet vil gjøre luftstrømningen gjennom bronkiene mer turbulent, noe som også øker pustearbeidet. I tillegg kommer motstanden i pusteventiler og slanger. Ved 4 ATA er den maksimale pustekapasitet halvert. Under ekspirasjon vil lungevolumet bli lavere, og små luftveier får økt tendens til å klappe sammen. Det blir en mer ujevn fordeling både av luft og blodstrøm regionalt i lungene under dykk, og lungenes funksjon som gassvekslere blir av denne grunn dårligere. Inhalasjon av tørr (og eventuelt kald) gass fra trykktank kan gi uttørring og avkjøling av slimhinnene i luftveiene, og føre til akutte luftveisinfeksjoner eller kronisk bronkitt.

En økning i oksygenets partialtrykk (PO₂) kan utløse toksiske reaksjoner fra sentralnervesystemet (f.eks. kramper, bevissthetstap) og fra lungene (for eksempel åndenød, lungeødem, hoste). Også en økning av nitrogengassens partialtrykk (PN₂) kan være farlig. På et tidlig stadium, på cirka 50 m dyp, kan virkningen være en følelse av oppstemthet eller rus. Ved større dybder (og trykk) kan effekten være forvirringstilstander, depresjon og bevissthetstap. Siden helium ikke har slike virkninger, blir denne edelgassen ofte tilsatt pusteblandingen som (delvis) erstatning for nitrogen.

Snorkeldykking er dykking hvor man puster gjennom et rør som går opp til overflaten. Trykket i luftveiene og i lungenes alveoler vil da forbli omtrent uendret. Denne metoden egner seg bare til svært grunne dykk, ned til 1,5 m. Snorkelen fører til økt motstand mot luftstrømning og økt dødromsventilasjon. Dykkeren kaster bort mye av pustearbeidet ved å flytte luft ut og inn av et rør hvor det ikke skjer gassveksling. I tillegg vil brystkassen og lungene bli komprimert av vanntrykket utenfor kroppen. Det blir tyngre å øke lungevolumet ved hvert innpust.

Under snorkeldykking vil trykket i blodårene inne i brystkassen være relativt lavt fordi lungene er i direkte kontakt med luften på havets overflate. Derved vil en del av blodvolumet forflytte seg fra nedsenkede kroppsdeler til lungene og gi opphopning (stuvning) av blod i lungekretsløpet. Dette kan i verste fall føre til lungeødem.

Trykkdykking omfatter metoder der trykket i luftveiene øker omtrent like mye som trykket i omgivelsene. Man unngår da kompresjon av brystkassen og opphopning av blod i lungekretsløpet. Pustearbeidet reduseres og arbeidsevnen blir bedre.

En slik metode består av at pustegassen komprimeres på overflaten og kontinuerlig pumpes ned til dykkeren. En annen metode består i at dykkeren oppholder seg i et overtrykkskammer mellom arbeidsøktene og tas ned til det ønskede dyp ved hjelp av en dykkerklokke. Kroppen er da over lang tid tilpasset trykkforholdene nede på dypet. Når arbeidsperioden (som kan være én uke) er over, må dykkeren dekomprimeres, kanskje over flere døgn, for å unngå dykkersyke med dannelse av frie gassbobler i vev og blod.

Scubadykking (fra engelsk, SelfContained Underwater Breathing Apparatus) er en vanlig dykkermetode både for amatører og yrkesdykkere. Dykkeren har med seg komprimert pustegass i en trykkflaske som vanligvis er fastspent på ryggen. Han puster inn fra tanken via en «demand»-ventil, og puster ut i vannet så det dannes frie bobler. Amatørdykkere, som bruker komprimert luft, bør ikke gå dypere enn 20 m, og de må aldri dykke alene.

• dykkeulykker
• respirasjon
• dykkersyke