饱和潜水时代

林琪

“我现在宣布一个好消息，交通运输部上海打捞局圆满完成我国首次300米饱和潜水海底出潜作业，巡回潜水深度达到313.5米！”中国首次300米饱和潜水作业总指挥郭杰大声宣布，此次饱和潜水作业的圆满完成，标志着中国深海潜水作业跻身国际先进行列，这意味着我国潜水员可在300米深的海底进行机械无法取代的精细探测工作。

饱和潜水初长成

从上世纪50年代开始，核潜艇、海上石油开发等军事和民用技术不断发展，海上航运业也随着经济复苏而勃兴。但问题也接踵而来：战略意义的潜艇一旦在海中失事怎么办？水面船舶一旦失事又该如何打捞？解决这些问题离不开一批人——具备深水作业能力的潜水员。

从人体结构上来讲，人类具备承受一定水压的能力，经过训练的潜水员承压能力更强。但人类在潜水时也发现了一个死敌——减压病。简单来说，在几十米深的水下，人呼吸压缩后的普通空气就行，但随着深度增大，在水下呼吸的普通空气中所含的氮气在高压下易引发“氮麻醉”，而且呼吸阻力也随水压增大而增大。这时，潜水员只能靠呼吸氧气与氦气等惰性气体的混合气体来进行更深的潜水作业。而惰性气体被人吸入后会融进人体血液，机体融入惰性气体愈多，其安全减压时间也愈长，也就是说，潜水员在水下作业时间越长，上浮减压的过程就越长，潜水作业效率也会随之降低。能不能创造一种环境条件，能有效避免潜水员每次水下作业后繁琐的减压程序，使减压时间并不随着水下作业的延长而增加，这一步成为了探索深度潜水的核心问题。

40多年前，美国的一位乡村医生和他的同事们经过反复试验，获得了一个惊人的发现。人如果在高压下逗留到一定时间，其血液组织里渗入的气体就会达到饱和程度。从这一程度起，只要压力不变，即使再增加停留的时间，血液和组织里的气体含量也不会改变。当潜水员在某一压力下连续停留24小时后，身体组织中溶解的惰性气体量也就达到了最大限度。严格地说，这时人体吸入的惰性气体与呼出的量是相等的，处于动态平衡。如果溶解量达到一定极限，不再增加，其减压时间也可始终保持不变。

根据这一发现，潜水员在海洋的某个深度工作一段时间后，不必匆忙回到海面上来减压，他可以继续在海中呆下去，直到工作干完后再返回海面，进行一次减压就行了，这种潜水方法就叫做“饱和潜水”。具体来说，它就是创造出一种环境条件，使潜水员在高气压下长时间暴露，体内各组织体液中所溶解的惰性气体量达到完全饱和的程度，使潜水员可以长期停留在高气压下几天乃至几十天，待预定作业任务完成后，一次减压出水。

按照国际惯例，当潜水作业深度超过120米、时间超过1小时，一般都是采用饱和潜水方式。作为唯一一种可使潜水员直接暴露于高压环境开展水下作业的潜水方式，饱和潜水已被广泛应用于失事潜艇救援、海底施工作业、水下资源勘探、海洋科学考察等军事和民用领域。正因如此，世界各国都十分重视饱和潜水技术的研究，目前，英国、美国、瑞士、挪威、法国、德国、日本、俄罗斯八国已先后突破400米深度潜水技术。

饱和潜水漫长路

与这些发达国家相比，我国饱和潜水起步较晚，但是进展较为迅速。我国的海军医学研究所在成立时的研究方向之一就是潜水科学。随着该学科的发展，我国完成了一系列重大军事和民用潜水作业任务，如1963年的‘跃进号沉没原因的探摸。

1963年5月1日，我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋货轮“跃进”号，在由青岛驶往日本门司港的途中沉没。在冷战背景下，这艘巨轮的沉没原因备受关注，勘测调查因而显得格外关键。海军医学研究所的科研人员研制了我国空气常规潜水的潜水技术、减压方案，确保该任务能圆满完成。而随着我军潜艇等装备的不断更新，潜艇救援也成为不容回避的问题，需要发展相应的大深度潜水技术，特别是饱和潜水技术。

1975年，我国海军医学研究所进行饱和潜水动物实验研究，开辟了我国饱和潜水的新领域。实验研究顺利进行，隔年便建立了我国第一座饱和潜水实验舱，并从动物实验研究过渡到人，进行了人体模拟空气饱和潜水实验，培养了我国第一批饱和潜水潜水员、生命支持系统技术人员和医学保障人员。

1987年，在海军的潜水母船上，应用英国进口的200米饱和潜水设备系统，我国首次进行了氦氧饱和潜水海上人体实验，8名潜水员进行了80米氦氧饱和～100米巡回潜水的人体实验，巡回潜水18人次。

到2006年底，12名潜水员在深海高压中生活了390个小时，出潜28人次，工作时间长达126个小时。这是我国首次海上商业饱和潜水作业（96米饱和～105米巡回潜水）。潜水员完成了深海油田油管更换，实现了饱和潜水从模拟试验转化为商业作业的跨越。

2010年9月，一项亚洲模拟饱和潜水实验深度新纪录诞生——493米模拟巡潜深度、480米氦氧饱和模拟潜水实验的成功。这是中国人第一次走进这个极限区域，并将模拟深潜的纪录定格在480米。此次潜水实验的顺利完成，也标志着我国成为世界上第9个掌握突破400米深度、潜水员直接暴露在高压环境下作业技术的国家。

2014年1月12日，5时零9分在北纬20度18分、东经115度09分的南中国海海域。搭载着交通运输部上海打捞局胡建、管猛、董猛3名潜水员的潜水钟，从300米水深的海底回到工作母船的甲板上，完成与生活舱的对接，3名潜水员返回到生活舱里休息。现场总指挥郭杰则宣布，3名潜水员圆满完成我国首次300米饱和潜水海底出潜探摸作业，巡回深度达到313.5米。这是300米深的海底首次迎来了中国人的身姿，中国由此具备了人工潜入300米深的海底“龙宫”探宝的能力。

虽然我国饱和潜水无论是模拟饱和潜水实验还是海上饱和潜水都进行了多次，取得了很大的进展，但是目前大部分为实验研究或训练，实验和训练时的巡回潜水时间普遍太短，而实际作业则比较少。与真正的水下实际饱和潜水相比，模拟饱和潜水在费用、复杂程度上还是有着相当距离。

挑战与发展并存

随着人类生存和生活不断增长的需求，潜水技术发展的历史表明，不论从远古的“探索海洋”、到后来的“利用海洋”、一直到现代的大规模“开发海洋”，人类都有一个共同的愿望：在水下能潜得深一些，在水底停留时间能更长一些，并能有效地进行作业，作业完成后还能安全地返回水面。

饱和潜水技术是目前公认的向深海进军的标准承压潜水方式，获得了很高的评价，从潜水技术发展阶段来看，人类已进入饱和潜水时代。随着现代高科技的发展，人类已面临常压潜水系统和无人遥控潜水器的挑战，但由于这两个系统主要是靠水下电视及机械手进行作业的，毕竟还是无法替代潜水员的双手所能进行的复杂作业。因此，在可预见的将来还不存在完全取代潜水员直接下潜作业的前景。

专家指出，饱和潜水技术在海洋开发、国防建设、经济建设中将会展现前所未有的发展前景，如何加快研究进度，解决关键技术难点，提高综合技术保障能力，以适应海洋经济发展对潜水技术的需求，更好地为海洋开发事业服务，发挥特有的作用，将成为新的挑战。为了提高实际饱和潜水的能力，加快将研究成果转化为实际潜水能力，我国还应加强科研与产业结合，结合海洋石油开发和海军潜水作业需求，开展具有实际应用背景的潜水技术研究，加强训练和推广应用。同时，根据在应用中发现的医学等技术回答开展相关研究，真正将我国的饱和潜水技术用于实践。

海洋蕴藏着丰富的、可满足人类生存发展需要的众多资源，是人类实现可持续发展的宝贵财富。21世纪是海洋经济时代，是人类全面保护海洋和开发海洋的时代。将来，从调查、勘探到开采作业，大深度饱和潜水技术将具有更为广阔的发展前景，向更深、更广的领域发展将是日后海洋开发长期的主题。endprint